UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA SEDE …dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1554/13/UPS-CT002085.pdf · Alimentación Bomba de inyección rotativa NP-V4/8F2125RNP207 ... pieza,

I

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

SEDE CUENCA

FACULTAD DE INGENIERIAS

CARRERA DE INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ

Tesis previa a la obtención del

Título de Ingeniero

Mecánico Automotriz

“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN SISTEMA ELECTRONICO DE

ADVERTENCIA Y CONTROL DE ANOMALIAS DE FUNCIONAMIENTO DE

LOS SISTEMAS AUXILIARES DE UN MOTOR DIESEL”

AUTORES:

JOSE ADRIAN ZHINDON MORA

JOSE HUMBERTO CORREA ALVARADO

DIRECTOR:

ING. FERNANDO VASQUEZ

Cuenca, Junio 2011

II

Yo, Ing. Fernando Vásquez certifico que bajo mi dirección el proyecto de tesis fue

realizado por los señores:

José Adrián Zhindón Mora

José Humberto Correa Alvarado

________________________________

Ing. Fernando Vásquez

DIRECTOR DE TESIS

III

DEDICATORIA

Esta tesis dedico a mis padres, quienes han sido el pilar

fundamental para el desarrollo de este proyecto y toda

mi carrera universitaria, quienes con su paciencia y

trabajo, confiaron y me brindaron la oportunidad de

formarme como profesional.

A mis hermanos, que han compartido momentos de

alegrías y tristezas durante esta etapa muy importante de

mi vida.


IV

DEDICATORIA

Este proyecto lo quiero dedicar en primer lugar a Dios y

a la Virgen Dolorosa quienes me han mantenido bajo

su protección bendiciéndome día a día.

A mis padres quienes me han apoyado en cuanto

proyecto o decisión que he tomado en el transcurso de

mi vida.

A mi familia en la que encontrado la ayuda y el soporte

necesario para cumplir todos mis ideales.

Y de manera muy especial a mis Abuelos quienes

siempre han estado a mi lado enseñándome y

guiándome.


V

AGRADECIMINETO

Agradezco a Dios, a mis padres, mis hermanos, quienes

que con su ayuda, de una u otra manera me apoyaron

para el desarrollo de esta trabajo de tesis.

Agradecer al Ingeniero Fernando Vásquez quien con su

paciencia y conocimientos nos ha colaborado como

director de tesis.

Y a todos que me han apoyado, muchas gracias.


VI

AGRADECIMIENTO

Agradezco de manera muy especial a mis padres,

hermanos, abuelos, a mi novia y a toda mi familia que

de una u otra manera me han apoyado y ayudado

durante esta etapa tan importante de mi vida.

Agradezco de manera muy especial a el Ing. Fernando

Vásquez, quien nos colaboro y guio en este proyecto de

tesis, al Ing. Fabricio Espinoza y a todos los profesores

que me guiaron y enseñaron durante toda la carrera

universitaria.


VII

INDICE DE CONTENIDO

CAPITULO I: REALIZAR PUESTA A PUNTO DEL MOTOR MAGNUM DIESEL SUPER RAM 5350 ....................................................................................................... - 1 -

1.1 Resumen ........................................................................................................ - 2 -

1.2 Especificaciones del motor ........................................................................... - 2 -

1.3 Inspección física general del estado del motor ........................................... - 3 -

1.4 Despiece del motor ........................................................................................ - 3 -

1.5 Limpieza de las partes externas del motor ................................................. - 5 -

1.5.1 Limpieza de los elementos externos ....................................................... - 5 -

1.5.2 Limpieza de los elementos externos ....................................................... - 5 -

1.6 Comprobación de los sistemas ..................................................................... - 6 -

1.6.1 Sistema de refrigeración .......................................................................... - 6 -

1.6.2 Sistema de lubricación ............................................................................ - 7 -

1.6.3 Sistema de combustible ........................................................................... - 8 -

1.6.4 Sistema eléctrico ..................................................................................... - 9 -

1.7 Puesta a punto ............................................................................................. - 11 -

1.7.1 Puesta a punto y comprobación sobre el banco .................................... - 11 -

1.7.1.1 Especificaciones del ajuste de la bomba ........................................ - 14 -

1.7.2 Puesta a punto en el motor .................................................................... - 19 -

CAPITULO II: DISEÑAR Y CONSTRUIR UN SISTEMA DE ADVERTENCIA Y CONTROL DE ANOMALIAS DE LOS SISTEMAS AUXILIARES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR A DIESEL. (SISTEMAS DE ALIMENTACION, LUBRICACION Y REFRIGERACION). ................................. - 21 -

2.1 Resumen ...................................................................................................... - 22 -

2.2 Señales de sensores ..................................................................................... - 22 -

2.2.1 Sensor de temperatura ........................................................................... - 24 -

2.2.2 Sensor de presión de aceite ................................................................... - 26 -

2.2.3 Sensor de nivel de combustible ............................................................. - 29 -

2.2.4 Sensor de revoluciones del motor ......................................................... - 32 -

2.2.5 Sensor indicador de carga ..................................................................... - 39 -

2.2.6 Sensor indicador de agua en el decantador ........................................... - 40 -

VIII

2.3 Actuadores .................................................................................................. - 41 -

2.3.1 Motor de arranque ................................................................................. - 42 -

2.3.2 Precalentamiento de bujías .................................................................... - 44 -

2.3.3 Solenoide ............................................................................................... - 45 -

2.3.4 Ventilador .............................................................................................. - 46 -

2.3.5 Aceleración del motor ........................................................................... - 47 -

2.4 Construcción del software en programación grafica para los sistemas de advertencia y control de anomalías de los sistemas auxiliares para el funcionamiento de un motor a diesel ................................................................... - 54 -

2.4.1 Esquema general ................................................................................... - 55 -

2.4.2 Sistema eléctrico y electrónico.............................................................. - 56 -

2.4.3 Rutina de procesamiento y tratamiento de las señales analógicas ........ - 56 -

2.4.4 Dispositivos de comando y puesta en marcha del motor diesel ............ - 56 -

2.4.5 Dispositivos de control y advertencia del motor diesel ........................ - 58 -

2.4.5.1 Advertencia y control de temperatura ............................................ - 59 -

2.4.5.2 Advertencia y control de presión ................................................... - 61 -

2.4.5.3 Advertencia y control de combustible ........................................... - 63 -

2.4.5.4 Advertencia y control de voltaje .................................................... - 65 -

2.4.6 Dispositivos de visualización de diferentes sistemas del motor diesel . - 65 -

2.4.6.1 Revoluciones del motor ................................................................. - 66 -

2.4.6.2 Decantador de agua en el combustible .......................................... - 66 -

2.4.6.3 Indicador de carga de batería ......................................................... - 67 -

CAPÍTULO III: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BANCO DIDÁCTICO ...... - 68 -

3.1 Resumen ...................................................................................................... - 69 -

3.2 Diseño del banco didáctico ......................................................................... - 69 -

3.2.1 Análisis Estructural y elección del material a utilizar para la construcción del banco .............................................................................................................. - 71 -

3.2.2 Resultados obtenidos en Programa ....................................................... - 71 -

3.2.3 Tensión Equivalente .............................................................................. - 73 -

3.2.4 Deformaciones ...................................................................................... - 76 -

3.2.5 Deformación Total ................................................................................ - 77 -

3.2.6 Tensión Elástica Equivalente (Von Mises) ........................................... - 79 -

IX

3.2.7 Factor de Seguridad .............................................................................. - 81 -

3.2.7.1 Factor de Seguridad en la estructura .............................................. - 82 -

3.3 Construcción del Banco Didáctico: ........................................................... - 83 -

3.3.1 Material ................................................................................................. - 83 -

3.3.2 Procese de Construcción ....................................................................... - 84 -

3.3.2.1 Corte del Acero .............................................................................. - 84 -

3.3.2.2 Conformación de la Base ............................................................... - 84 -

3.3.2.3 Conformación de la Columna ........................................................ - 84 -

3.3.2.4 Construcción del Sin fin y de la Corona ........................................ - 85 -

3.3.2.5 Construcción del Soporte del Radiador ......................................... - 87 -

3.3.2.6 Construcción del Armario .............................................................. - 87 -

CAPITULO IV: DESARROLLO DE MATERIAL MULTIMEDIA DEL BANCO DIDACTICO ............................................................................................................... - 89 -

4.1 Resumen ...................................................................................................... - 90 -

4.2 Instalación del software ............................................................................. - 90 -

4.2.1 Instrucciones para la instalación del archivo ejecutable ....................... - 90 -

4.3 Ejecución del archivo ................................................................................. - 96 -

4.4 Puesta en marcha del motor diesel ........................................................... - 98 -

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... - 99 -

ANEXOS .................................................................................................................. - 100 -

ANEXO 1 - 101 -

DATASHEET OPTOACOPLADOR 4N25 ...................................................... - 101 -

ANEXO 2 - 115 -

DATASHEET TIP32C ........................................................................................ - 115 -

ANEXO 3 - 120 -

PANEL DE CONTROL ...................................................................................... - 120 -

ANEXO 4 - 122 -

PROGRAMACION PIC 16F819 ....................................................................... - 122 -

ANEXO 5 - 124 -

CIRCUITO ELECTRONICO ............................................................................ - 124 -

ANEXO 6 - 126 -

X

ESTRUCTURA DEL BANCO ........................................................................... - 126 -

ANEXO 7 - 130 -

TABLAS DE RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PROGRAMA .............. - 130 -

ANEXO 8 - 141 -

PROPIEDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL A-36 ................................. - 141 -

ANEXO 9 - 143 -

FORMULAS PARA EL CALCULO DE LA TENSIÓN DE VON MISES ... - 143 -

ANEXO 10 - 149 -

PANEL DE DISPOSITIVOS EN EL BANCO ................................................. - 149 -

XI

INTRODUCCION

Ponemos a consideración a los catedráticos y estudiantes de la Universidad Politécnica

Salesiana, este trabajo realizado con gran empeño, para satisfacer expectativas

planteadas al inicio de este proyecto de tesis, por lo que también servirá de gran aporte

de material didáctico al taller de motores que posee el área de Mecánica Automotriz.

Conocemos que el laboratorio de Ingeniería Mecánica Automotriz de la Universidad

Politécnica Salesiana Sede Cuenca, carece de un banco con sistemas advertencia y

control de anomalías de un motor diesel, este banco ayudara a visualizar las diferentes

funcionalidades de los sistemas auxiliares del motor en mención.

El banco didáctico favorecerá para la enseñanza de algunas asignaturas como son:

Electrónica del Automóvil, Motores Diesel, Inyección a Diesel, Electricidad del

Automóvil, Resistencia de Materiales, entre otras.

Los capítulos que se consignan en este trabajo son: Realizar puesta a punto del motor

magnum diesel super ram 5350, Diseñar y construir un sistema de advertencia y control

de anomalías de los sistemas auxiliares para el funcionamiento de un motor a diesel

(sistemas de alimentación, lubricación y refrigeración), Diseño y construcción del banco

didáctico y Desarrollo de material multimedia del banco didáctico

El diseño y construcción del banco fue realizada en un programa llamado ANSYS, el

mismo que utiliza cálculos de resistencia de materiales, para el análisis estructural, el

cual involucra deflexiones, deformaciones, tensiones, torsiones, y momentos producidos

en la estructura.

El software utilizado para la parte electrónica fue el LabView 2009, que gracias a su

programación grafica se pudo procesar toda la información de los sensores a los

actuadores.

- 1 -

CAPITULO I: REALIZAR PUESTA A

PUNTO DEL MOTOR MAGNUM

DIESEL SUPER RAM 5350

- 2 -

1.1 Resumen

Es muy importante realizar este proceso en motores de combustión que no son

conocidos o no han estado bajo nuestro mantenimiento, y mucho más si ha estado fuera

de circulación por algún tiempo como es en nuestro caso.

Se debe realizar la puesta a punto ya que podríamos diagnosticar algunos inconvenientes

y repararlos que en este caso no es muy complejo y nos garantizara la prolongación de

vida de un motor, y así también futuros daños que pueden afectar económicamente.

Analizando por encima las partes que se deberían comprobar en una exhaustiva revisión

de un motor diesel, encontramos que si no sabemos mucho de mecánica no sabremos por

dónde empezar. Por eso cuando nos pongamos a realizar la puesta a puto, mejor saber,

su proceso de funcionamiento y así revisar los elementos correspondiente llevando a

cavo un orden adecuado.

1.2 Especificaciones del motor

Tipo diesel

Disposición 4 cilindros en línea

Cilindrada (cc) 2184

Desplazamiento (mm) 94

Diámetro pistón (mm) 86

Potencia (CV/rpm) 72/4050

Par máximo (kg.m/rpm) 15,4/146 a 2.500

Alimentación Bomba de inyección rotativa NP-

V4/8F2125RNP207

(Fuente: Catálogo KIA)

En el año 2009 gracias al Plan Renova, la Universidad Politécnica Salesiana en el

presente año obtuvo este motor (Figura 1.1) para uso de sus estudiantes, antes de ser

utilizados como material didáctico, estos serán acondicionados para facilidad de uso y

manipulación, adaptando diferentes sistemas planteados en la presente tesis.

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Estos elementos fueron fáciles limpiar, ya que son elementos que no contienen ningún

material que se deteriore con combustibles, por lo que se aplico gasolina y cepillos para

su correcta limpieza de pintura y corrosión.

Tapa anterior del sistema de distribución

Como está construido de un material plástico, para la limpieza de este, se aplico

detergente y cepillo plástico, a mas de estos no fue necesaria una lavada exagerada, ya

que tuvimos fácil acceso a este elemento ya que se desmonto.

Bomba de aceite, radiador de aceite

Estos elementos fueron los más delicados en limpiar, ya que por su funcionamiento

tenían elementos de caucho y orificios en su cuerpo, por lo que se aplico gasolina y

cepillos de acero en su parte externa ya que también contenían pintura, protegiendo los

elementos antes mencionados.

1.6 Comprobación de los sistemas

1.6.1 Sistema de refrigeración

En lo que se refiere este sistema, se hizo una lista detallada de estos elementos que

vemos a continuación:

Conductos

En vista del estado defectuoso de los conductos de refrigeración, más que por anomalía

en el funcionamiento, fue necesario reemplazar las mangueras para asegurar el correcto

funcionamiento de dicho sistema.

Radiador

Se hizo la completa limpieza del radiador, para posteriormente probarlo con un

fugometro a una presión de 1.1kg/cm2, en la cual no existía ningún tipo de fugas tanto

en el tanque como en los panales de disipación.

- 7 -

Ventilador

En lo referente al electro ventilador, este e probó directamente a una fuente de 12V, el

cual no presento ningún tipo de problema, y se lo dispuso correctamente en el radiador.

Termostato

Como pudimos constatar que el motor en estudio carecía de termostato, por el cual

tuvimos que adquirir un nuevo elemento, esto basándonos en el manual de servicio del

motor, llegando a la conclusión que se necesitaba uno que de la apertura de agua a los

84°C.

Bomba de agua

Lo que tiene que ver a la bomba de agua, esta se encontró en buen estado de

funcionamiento, y el juego en sus componentes internos estuvo correcto.

1.6.2 Sistema de lubricación

El lubricante del motor fue drenado y se procedió al desmontaje del sistema de

refrigeración de aceite, así como a la bomba de aceite, los orines se encontraban en buen

estado de funcionamiento por lo que no fue necesario reemplazarlos.

Bomba de aceite

En lo que se refiere a la bomba de aceite igualmente a más de su buen funcionamiento,

fue necesario realizar una inspección visual y mecánica, la cual no se tuvo problemas ya

que la presión obtenida estaba bajo la recomendada que es 40 a 70 PSI, la cual fue

verificada con el manómetro de presión, como se aprecia (Figura 1.4).

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arranque se procedió a la verificación del piñón y dispositivo guía, la única forma de

verificar es visualmente, la cual no tenía ningún tipo de inconveniente, al igual que su

constitución interna, se comprobó en general el motor eléctrico del arranque y rele-

contactor, conectando directamente a una fuente de 12V, en donde no se tuvo ningún

tipo de inconveniente en su funcionamiento.1

El sistema de carga que lo constituye principalmente el alternador y un regulador de

carga, en este caso en un solo cuerpo que es accionado por una polea conectada

directamente al giro del motor a través del cigüeñal; se comprobó visualmente la parte

exterior como es la carcasa, polea y ventilador, sin presentar ningún tipo de avería que

pueda comprometer su normal funcionamiento, en lo referente a la parte interna, se

comprobó continuidad en la bobina del estator con respecto a la carcasa sin presentar

ningún tipo de avería, luego se repitió el proceso en el eje rotor sin encontrar

inconvenientes.

En el sistema de alimentación se cuenta con un solenoide que simplemente permite o

paraliza el paso de diesel en la bomba de inyección, se constituye de un pequeño

bobinado que acciona el elemento para realizar dicho trabajo, en las pruebas que se

realizaron simplemente se le activo con una fuente de 12V, y trabajo sin ningún tipo de

inconveniente.

El sistema de precalentamiento que se constituye simplemente por unas bujías, estas

sirven para producir un punto incandescente dentro de la cámara de combustión, que es

alcanzado por el aerosol del combustible inyectado, se comprobó la resistencia en cada

una de las bujías que para su normal funcionamiento deben dar un valor de 1 a 3

ohmios, y que si se consiguió obteniendo los siguientes valores:

Numero de bujía 1 2 3 4

Valor en Ohmios (Ω) 1,4 1,3 1.6 1,3

(Fuente: Los autores)

1 QUIMINET, El sistema de arranque automotriz, 2007 http://www.quiminet.com/ar3/ar_bcBuvcdRsDF-el-sistema-de-arranque-automotriz.htm

- 11 -

1.7 Puesta a punto

Por puesta a punto de motores se entiende encontrar el punto de sincronización de los

diversos dispositivos fundamentales gracias a los cuales el motor puede funcionar.

En los motores a diesel la función del encendido y de la carburación está encomendada a

un solo circuito, que en este caso es el de inyección, de modo que la puesta a punto debe

entenderse solamente desde dos puntos de vista compuestos por las siguientes partes:2

Puesta a punto de la inyección

Puesta a punto de la distribución

Puesta a punto de la inyección

Se va a dedicar esta parte del presente capitulo al estudio de la bomba de

inyección vista desde los dos ángulos siguientes:

Puesta a punto y comprobación sobre el banco

Puesta a punto en el motor

1.7.1 Puesta a punto y comprobación sobre el banco

Por tratarse de un motor que se desconocía el estado de sus componentes, incluyendo la

bomba de inyección, no se pudo obtener los valores de caudal y presión en los que se

encontraba trabajando un elemento tan delicado y si entraba en funcionamiento podría

dañarse, se tuvo que solicitar las instalaciones de ADECO, en donde se procedió al

despiece de la misma (Figura 1.6), en la cual pudimos verificar que la bomba presentaba

las siguientes fallas:

2 CENTU Alexis, Puesta a punto de motores diesel http://es.scribd.com/doc/53089887/8-motor-diesel-puesta-a-punto-del-motor#

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Valor de aju

2400

13.1

yección

uste Min.

1250

38.2

uste Min.

2400

10.1

Max.

1250

39.2

2.5

Max.

2400

16.1

- 14 -

- 15 -

Regulación

CAT Denominación Unidad Valor de ajuste Min. Max.

P (Pump speed) r/min 2400 2400 2400

S Cantidad mínima de inyección mm3/st 13.1 11.1 15.1



C Cantidad mínima de inyección mm3/st 3 3

Inactivo



S Cantidad mínima de inyección mm3/st 8 6 10

S Diferencia en la entrega mm3/st 2 2



C Cantidad mínima de inyección mm3/st 8 6 10

- 16 -

Inicio



S Cantidad mínima de inyección mm3/st 42 42

Fin




Sobre flujo




Presión de la cámara de transferencia



S Presión kPa 510 481 539

- 17 -

S Presión Kgf/cm2 5.2 4.9 5.5



C Presión kPa 294.5 265 324

C Presión Kgf/cm2 3 2.7 3.3



C Presión kPa 510 481 539

C Presión Kgf/cm2 5.2 4.9 5.5



C Presión kPa 745.5 716 775

C Presión Kgf/cm2 7.6 7.3 7.9

Temporizador



- 18 -

S Activación del temporizador mm 3.9 3.7 4.1



C Activación del temporizador mm 3.9 3.6 4.2







Im


C Tensión mínima aplicada V 8 8 8

P Tensión V 13 12 14

1

U

m

i

c

CAT

P

S Canti

S Acti

1.7.2 Pues

Una vez rea

montar la bo

inconvenien

como en la c

Denomina

(Pump spe

idad mínima d

ivación del tem

sta a punto

alizada la p

omba de iny

nte, ya que se

carcasa del m

Fig

Aju

ación

eed)

de inyección

mporizador

en el motor

puesta a pun

ección sobre

e contaba co

motor como

ura 1.10 Aju

(F

Compensa

uste del temp

Unidad

r/min

mm3/st

mm

r

nto y compr

e el motor, e

on marcas tan

se ve en la s

uste bomba

uente: Los a

ador

porizador

Valor de aju

1250

28.2

3.1

robación so

en este proce

nto en la po

siguiente gra

de inyección

autores)

uste Min.

1250

27.2

2.9

obre el banc

eso no se tuv

lea de la bom

afica (Figura

n-carcasa

Max.

1250

29.2

3.3

co, se proce

vo ningún ti

mba de inye

a 1.10).

- 19 -

edió a

po de

ección

S

c

(

P

e

Se procedió

carcasa (Fig

(PMS) como

Para luego c

en la carcasa

a colocar e

gura 1.11), e

o se ve en la

continuar con

a y la polea d

F

en el punto m

es decir que

grafica.

Figura 1.

(F

n la colocaci

del árbol de

Figura 1.12

(F

marcado la p

e el primer p

11 Ajuste ci

uente: Los a

ión en el pun

levas (Figur

Ajuste árbo

uente: Los a

polea del ci

pistón este

igüeñal-carc

autores)

nto marcado

ra 1.12) com

ol de levas-ca

autores)

igüeñal conju

en el punto

asa

o por el fabri

mo podemos v

arcasa

untamente c

o muerto sup

icante igualm

ver.

- 20 -

con la

perior

mente

- 21 -

CAPITULO II: DISEÑAR Y

CONSTRUIR UN SISTEMA DE

ADVERTENCIA Y CONTROL DE

ANOMALIAS DE LOS SISTEMAS

AUXILIARES PARA EL

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR A

DIESEL. (SISTEMAS DE

ALIMENTACION, LUBRICACION Y

REFRIGERACION).

- 22 -

2.1 Resumen

Hoy en día el desarrollo de la tecnología avanza muy rápidamente, cada día tenemos

nuevos descubrimientos, en distintos campos, y sobre todo en el área automotriz, por lo

que es necesario dar soluciones a diferentes tipos de inconvenientes que afectan el

normal funcionamiento, por la cual nos capacitamos y así seguir a la par con la

tecnología.

En nuestro medio tenemos la disponibilidad de limitados instrumentos para el área

automotriz y a más de eso el elevado costo que se necesita para investigaciones o

aplicaciones, tenemos a nuestra disponibilidad la conocida National Instruments quien

ofrece instrumentación y servicio para desarrollar nuestros proyectos así como el

software adecuado para la programación de tarjetas como es el LabView, no solo en el

área automotriz, sino en diferentes ramas de la Ingeniería.

El software común empleado es el LabView, como sabemos se basa en la programación

grafica, que nos permite realizar proyectos básicos hasta proyectos de gran complejidad,

facilitándonos así la simplificación de elementos comunes utilizados para realizar

proyectos.

2.2 Señales de sensores

Para comenzar este capítulo, como sabemos el motor convencional de combustión

interna viene provisto de sensores analógicos, generalmente estos sensores captan

variaciones de funcionamiento de diferentes sistemas, para finalmente interpretarlos en

un panel de instrumentos (anexo 3). Se utilizaran los mismos sensores acoplándolos al

tipo de señal, y serán procesadas por la tarjeta de adquisición de datos USB 6008 de la

National Instruments, para luego ser programadas con el software como es el LabView.

Señales a ser procesadas:

Temperatura

Presión de aceite

Nivel de combustible

P

d

c

P

S

b

R

p

E

l

y

3

Revo

Sens

Sens

Para las tre

determinar

continúa que

Partidor de t

Se monta el

batería, es

RL es una r

potencial en

Este circuito

la tensión en

y la fuerza e

3 TIPLER Paul

oluciones de

or indicador

or indicador

es primeras

la resistenci

e en nuestro

tensión de do

l circuito de

el valor de

esistencia de

ntre los extrem

o se conoce

n los extrem

electromotriz

l A, Física Terc

l motor

r de carga

r de agua en

señales a

ia interna y

o caso son la

onde se parti

e la Figura 2

la fuerza ele

e carga exte

mos de esta

Figura

(Fuente

con el nomb

os de la resi

z de la baterí

cera Edición,

el decantado

ser procesa

y la fuerza

as tres señale

ió para estos

2.1, en el q

ectromotriz d

erna variable

resistencia e

a 2.1 Partido

: Física Terc

bre de partid

istencia de c

ía es:

2009, Editori

or

adas antes

electromotri

es. Para ello

s tres circuito

que la parte

de la batería

e (potencióm

e I la intensi

or de tensión

cera Edición

dor de tensió

arga, la inten

ial Reverté,

mencionada

iz de una f

o explicarem

os.

sombreada

a RS. es la re

metro), VL e

dad que reco

n

n)

ón. La ecuac

nsidad que r

S.A

as el objetiv

fuente de te

mos brevemen

corresponde

esistencia int

s la diferenc

orre el circui

ción que rela

recorre el cir

- 23 -

vo es

ensión

nte el

e a la

terna,

cia de

ito.3

aciona

rcuito

q

r

v

q

I

c

2

L

m

d

t

c

s

F

E

f

4

h

que como v

recorre el ci

valores de

que trabajare

Interpretarem

combustible

2.2.1 Sens

La medición

mediante ter

de temperatu

temperatura

casi siempre

sentido opu

Figura 2.2.4

En nuestro c

función de la

4 MEGANEBOhttp://www.me

emos es una

rcuito (medi

VL, podemo

emos más ad

mos el Valo

e, que son sim

sor de tempe

n de la tem

rmómetros d

ura positivo

. La convers

e mediante

esto, forman

caso es un s

a temperatur

Fig

OY Dani, Sensecanicavirtual.o

a relación li

iante el pote

os determina

delante.

or de RL co

mplemente u

eratura

mperatura en

de contacto

o (PTC) o ne

sión de la res

el complem

ndo un divi

sensor de tem

ra; cuanta m

gura 2.2 Div

(Fuente:

ores en el autoorg/sensores7.h

VL = - R

neal. De est

enciómetro R

ar experimen

mo los sens

unos potenci

n el automó

constituidos

egativo (NT

sistencia elé

mento de un

isor de tens

mperatura N

más temperatu

visor de tens

Sensores en

omóvil, 2001 htm

Rs. I

ta manera, s

RL) y medim

ntalmente va

sores de tem

iómetros1.

óvil se efect

s por materi

TC), aprovec

éctrica en un

na resistenci

ión (efecto

NTC, mientra

ura menos re

sión para res

n el automóv

si variamos

mos, para cad

arios puntos

mperatura, pr

túa de mod

iales resistiv

chando su d

na tensión an

ia térmicam

linealizador

as la resisten

esistencia pr

sistencia

vil)

la intensidad

da intensida

de la que so

resión y niv

do casi excl

vos de coefic

dependencia

nalógica se re

mente neutra

r) como se

ncia que var

resenta el sen

- 24 -

d que

ad, los

on los

vel de

lusivo

ciente

de la

ealiza

o de

ve la

ría en

nsor.

E

d

m

5

h

Este sensor e

determinar l

medición - 4

Ubicación d


está montad

a temperatur

40...+130 °C

Fig

del sensor de

Fig


o en el circu

ra del motor

C).5

gura 2.3 Esq

(Fuente:

e temperatur

gura 2.4 Ubic

(F


uito del líqui

r a partir de l

quema del se

Sensores en

ra (Figura 2.4

cación del se

uente: Los a

omóvil, 2001 htm

ido refrigeran

la temperatu

ensor de tem

n el automóv

4)

ensor de tem

autores)

nte (Figura 2

ura del refrig

mperatura

vil)

mperatura

2.3), con el f

gerante (cam

- 25 -

fin de

mpo de

C

C

c

t

2

L

d

Conexión y a

Como podem

concepto de

tomar estas s

2.2.2 Sens

Los fabrican

dos más com

1. Usan

hasta

2. Conv

midi

lámin

adecuación

mos ver en la

partidor de

señales y lle

Figura 2

sor de presió

ntes de autom

munes son:

ndo un manó

a el motor.

virtiendo la s

endo esta co

na bimetálic

de la señal d

a siguiente g

tensión que

egar al objeti

2.5 Partidor

(F

ón de aceite

móviles usan

ómetro de tub

señal de pres

on un galvan

ca.

del sensor de

grafica (Figu

explicamos

ivo de nuestr

de tensión d

uente: Los a

e

n diferentes m

bo de Bourd

sión a un cam

nómetro de c

e temperatur

ura 2.5) a con

anteriormen

ra tesis.

del sensor de

autores)

modos para h

don en el tab

mbio de resi

cuadros cruza

ra

ntinuación, p

nte, para pos

e temperatur

hacer la med

blero y un co

istencia eléct

ados o un in

partimos del

steriormente

ra

dición pero l

nducto delga

trica y luego

ndicador de

- 26 -

l

las

ado

o

C

P

d

d

r

E

c

E

i

m

i

r

C

d

a

Conversión

Para esta fun

deforma en

deformación

resistencia e

En la Figu

convertidor.

Este disposi

instrumentos

metálico del

indicador de

resistencia e

Cuando actú

de la presió

aparato y co

de presión a

nción lo com

n mayor o

n del diafrag

eléctrica fija

ra 2.6 pued

itivo está co

s, de maner

l dispositivo

el tablero ent

eléctrica.

úa la presión

n, y mueve

n ello, la po

a resistencia

mún es que

menor grad

gma mueve

cambiando e

de verse un

Figura 2.

(Fuent

onectado en

a que el cir

o y de la un

tra por el tor

n en el diafra

el contacto

sición de la

eléctrica

se utilice un

do en depe

un contact

el valor de s

n esquema

6 Esquema d

te: El sistem

n serie con

rcuito se com

nión roscada

rnillo de con

agma, este s

deslizante h

aguja en la e

n sensor prov

endencia de

o desplazab

salida del sen

representati

del convertid

ma eléctrico)

el instrumen

mpleta a tier

a al motor.

nexión y se c

se deforma m

haciendo ca

escala del in

visto de un

e la presión

ble que se d

nsor.

ivo de cóm

dor

nto indicado

rra aquí, a t

La corrient

cierra a tierr

más o meno

ambiar la res

ndicador.

diafragma q

n que recib

desliza sobre

mo funciona

or del table

través del cu

te procedent

a por medio

os en depend

sistencia tota

- 27 -

que se

be, la

e una

a este

ro de

uerpo

te del

de la

dencia

al del

L

u

p

e

(

a

E

s

m

C

D

m

e

6

h

La presión d

un valor pro

pulsaciones

estos sensor

(azul) y el co

amortiguan

En algunos

sonora o am

motor.6

Ubicación d

Conexión y a

De igual ma

mismo princ

es la misma

6 El sistema eléhttp://es.scribd

de aceite en

omedio debid

no se trasm

res tiene un

onducto de p

y el sen

automóviles

mbas en caso

del sensor de

Figur

adecuación

anera para e

cipio del par

utilizada ant

éctrico, 2009

d.com/doc/4936

el conducto

do al bombeo

mitan a la ag

na comunica

presión del m

nsor funcio

s este indica

de que la pr

e presión de

ra 2.7 Ubicac

(F

de la señal d

ste sensor d

rtidor de ten

teriormente,

67717/El-sistem

principal de

o pulsante d

guja del indi

ación muy e

motor. De es

ona con

ador no exi

resión de ace

aceite (Figu

ción del sens

uente: Los a

del sensor de

de presión de

nsión, como

, sino con dif

ma-electrico

el motor osc

de la bomba d

icador ni a l

estrecha ent

sta forma las

el valor

iste y solo s

eite desciend

ura 2.7)

sor de presió

autores)

e presión de

e aceite, com

se aprecia e

ferente func

cila rápidam

de lubricació

los compone

tre la cámar

s oscilacione

promedio

se usa una a

da a un valor

ón de aceite

e aceite

mo se menci

en la Figura

ionalidad.

mente alreded

ón, para que

entes del sis

ra del diafr

es de la presi

de la pre

alarma lumi

r peligroso p

iono se utili

a 2.8 la con

- 28 -

dor de

e estas

stema,

ragma

ión se

esión.

inosa,

para el

izo en

nexión

2

L

y

i

i

a

E

e

(

c

f

e

d

a

2.2.3 Sens

La tarea de e

y transmitir

indicador en

integrante d

alimentación

El sensor de

estanco al c

(resorte curs

conexiones e

fijo, en func

eje giratorio

diseño de la

adaptados a

Figur

sor de nivel

este sensor e

r una señal

n el cuadro

e las unidad

n fiable del m

e nivel com

combustible

sor), conduc

eléctricas. L

ción de la ap

o (pivote) de

a placa port

la conforma

ra 2.8 Partid

(F

de combust

es detectar e

correspond

de instrume

des que están

motor.

mo se ve la F

y conectado

ctores impre

La palanca en

plicación) de

el potencióm

tar resistenc

ación respect

dor de tensión

uente: Los a

tible

el nivel actua

diente a la

entos del ve

n montadas

Figura 2.9 c

o en forma

esos (contact

n cuyo extre

e nitrófilo re

metro y, por

cias y la for

tiva del depó

n del sensor

autores)

al de llenado

unidad de

ehículo, este

en los depó

consta de un

de resistenc

to doble), u

emo se encue

esistente al c

r tanto, tamb

rma del flot

ósito de com

de presión

o del depósit

control y/o

e sensor con

ósitos de die

n potencióm

cia variable,

una placa po

entra el flota

combustible

bién en el r

tador y de

mbustible.

to de combu

o al instrum

nstituye una

esel y asegur

metro encaps

, un brazo c

orta resistenc

ador (orienta

, está fijada

resorte curso

su palanca

- 29 -

ustible

mento

parte

ran la

sulado

cursor

cias y

able o

en el

or. El

están

A

c

p

t

á

m

7

h

Al variar el

con la palan

para contact

transforma e

ángulo. Uno

mínimo y m


Figura 2

nivel de com

nca del flotad

tos) a lo lar

el ángulo de

os topes de f

máximo.7


2.9 Estructu

(Fuente:

mbustible, e

dor, se desli

rgo de las p

e giro del fl

fin de carrera


ra del sensor

Sensores en

el brazo dete

iza con sus c

pistas resisti

otador en un

a limitan el

omóvil, 2010 htm

r de nivel de

n el automóv

ector, fijame

cursores esp

ivas del pot

na relación

margen ang

e combustibl

vil)

ente unido a

peciales (rem

tenciómetro

de tensione

gular de 100

le

través del p

maches chap

doble. Ento

es proporcion

° para los ni

- 30 -

pivote

eados

onces

nal al

iveles

C

F

t

f

Ubicación d

Conexión y a

Finalmente

tensión, com

funcionalida

del sensor de

Figu

adecuación

el sensor de

mo se ve e

ad, pero difer

Figura 2.1

e combustible

ura 2.10 Ubi

(F

de la señal d

e combustibl

en la Figura

rente propós

11 Partidor d

(F

e (figura 2.1

icación del s

uente: Los a

del sensor de

le de igual m

a 2.11 es id

sito.

de tensión pa

uente: Los a

0)

sensor de com

autores)

e combustibl

manera parte

déntica a la

ara el sensor

autores)

mbustible

le

e de la teorí

as anteriore

r de combust

ía del partid

s, con la m

tible

- 31 -

dor de

misma

2

S

L

m

a

m

c

U

m

2.2.4 Sens

Sensor Induc

Figura

http://www

Los sensore

materiales m

aplicaciones

metálicos en

conteo.

Una corrient

magnético q

sor de revolu

ctivo PR18-5

a 2.12 Senso

w.mazcr.com/

es inductivo

metálicos fer

s de posicion

n un determin

te (i) que c

que está asoc

F

uciones del

5DP (Figura

or Proximida

/site/product

os son una c

rrosos. Son

namiento co

nado contex

circula a t

ciado a ella (

Figura 2.13

(Fuen

motor

a 2.12)

ad Inductivo

(Fuente

t_info.php?m

clase especi

n de gran u

omo para det

xto: detección

través de

Figura 2.13)

Generación

nte: Sensor i

o 10-30VDC

e:

manufacturer

ial de senso

utilización

tectar la pre

n de paso, d

un hilo co

).

n ampo magn

inductivo)

5mm Sens.

rs_id=16&p

ores que sirv

en la indu

esencia o au

e atasco, de

onductor, g

nético

PR18-5DN

products_id=

ven para de

ustria, tanto

sencia de ob

codificación

genera un c

- 32 -

=832)

tectar

para

bjetos

n y de

ampo

L

c

d

e

L

a

s

i

l

L

d

l

s

Los sensore

corriente cir

de las flecha

el sensor de

La bobina, o

a detectar. E

sensor, caus

inductancia

la impedanc

La inductan

diámetro de

la reactancia

siguiente ma

es de proxim

rcula por el m

as naranjas.

proximidad

o devanado,

Estas, a su ve

sando una r

de la bob

ia de esta.

ncia, es un v

e las espira

a inductiva s

anera:

midad induc

mismo, un c

Cuando un m

, éste es dete

Figura

(Fuen

del sensor in

ez, generan u

reducción en

bina interna

valor intríns

as y el nú

se opone al c

ctivos conti

campo magn

metal es ace

ectado (Figu

2.14 Detecc

nte: Sensor i

nductivo ind

un campo ma

n la inductan

del sensor

seco de las

úmero de e

cambio del s

ienen un dev

nético es gen

ercado al cam

ura 2.14).

ción de seña

inductivo)

duce corrient

agnético que

ncia de la m

r, trae apar

bobinas, o

ellas. En si

sentido de l

vanado inter

nerado, que

mpo magnét

al

tes de Fouca

e se opone a

misma. Esta

rejado una

inductores,

istemas de c

a corriente y

rno. Cuando

tiene la dire

tico generad

ault en el ma

al de la bobin

a reducción

disminució

que depend

corriente al

y se calcula

- 33 -

o una

ección

do por

aterial

na del

en la

ón en

de del

terna,

de la

D

E

e

i

n

S

m

t

u

E

E

s

2

Donde:

XL =

π = N

f = F

L = I

El oscilador

en este mo

impedancia

nuevamente

Si el sensor

metal a dete

tiene una co

unidades ext

Estados de

En función d

salida Figura

1.- Objeto a

amplitud

la salida

2.- Objeto a

se produ

el circuit

debajo d

= Reactancia

Número π

Frecuencia de

Inductancia m

podrá gener

omento en q

y envía u

, restituya el

tiene una co

ectar ingrese

onfiguración

ternas tales c

un sensor in

de la distanc

a 2.15:

detectar aus

d de oscilació

se mantiene

detectar ace

ucen corrient

to de detecci

del nivel de o

inductiva m

el sistema m

medida en H

rar nuevame

que el circu

una señal al

l estado de la

onfiguración

e en la zona

"Normal C

como: PLCs

nductivo

cia entre el s

sente:

ón al máxim

e inactiva (O

ercándose a l

tes de Foucau

ión detecta u

operación;

medida en oh

medida en He

Henrios (H)

ente el camp

uito detecto

l amplificado

a salida del s

n “Normal A

a de detecci

errada". Est

ss, relés, PCs

sensor y el o

mo, sobre el n

OFF).

la zona de de

ult, por tanto

una disminuc

hms ( )

ertz (Hz)

po magnético

or nuevamen

or de salida

sensor.

Abierta”, este

ón. Lo opue

tos cambios

s, etc.

objeto, el prim

nivel de oper

etección:

o hay una “tr

ción de la am

o con su amp

nte detecta

a para que

e activará la

esto ocurre

de estado s

mero manten

ración;

transferencia

mplitud, la c

plitud norm

este cambi

sea éste q

a salida cuan

cuando el s

on evaluado

ndrá una señ

a de energía”

ual cae por

- 34 -

al. Es

io de

quién,

ndo el

sensor

os por

ñal de

”;

3

C

8

h

la salida

3.- Objeto a

eliminac

el circuit

como la

Característic

Marc

Mod

• P

8 WIKIPEDIAhttp://es.wikipe

es activada

detectar se r

ción de corrie

to de detecci

salida alcan

F

cas:

ca: Autonics

delo Nº: PR1

P: Sensor de

A, Sensor induc

edia.org/wiki/S

(ON).

retira de la z

entes de Fou

ión detecta e

nza el nivel d

Figura 2.15 E

(Fuen

s

8-5DN

Proximidad

tivo, 2010 Sensor_inducti

zona de detec

ucault;

el incremento

de operación

Estados de u

nte: Sensor i

Inductivo

ivo

cción:

o de la ampl

, la misma s

un sensor ind

inductivo)

litud de osci

e desactiva (

ductivo

lación;

(OFF).8

- 35 -

T

C

O

9

h

• R

• 1

• 5

• D

SERIES PR

Tipo cilíndri

Con una gra

• M

• A

(E

• L

• In

• P

• R

Opto acopla

9 Sensor Proximhttp://www.ma

R: Tipo Cilín

8: Diámetro

5: Distancia d

DN: DC 3 ca

R

ico con cable

an resistencia

Mejora la Re

Alimentación

Excepto para

Largo ciclo d

ndicación de

Protección IP

Reemplazo p

ador 4N25 (

midad Inductivazcr.com/site/p

ndrico Estánd

o de la cabez

de Sensado 5

ables de salid

e

a al ruido pa

esistencia al r

n de polari

a las series P

de vida y fun

el estado por

P67 con estru

para micro sw

(Figura 2.16)

Figura 2

(Fuente: W

vo 10-30VDC 2product_info.ph

dar

za 18mm

5mm

da, NPN NA

ra mayor co

ruido con IC

dad inversa

PR08)

ncionamiento

r LED rojo

uctura a prue

witches y sw

)

2.16 Optoaco

Wikipedia O

2mm Sens. PRhp?products_id

A (Normalme

nfiabilidad

C (3-hilos D

a, aumento,

o de confian

eba de agua

witches de lím

oplador 4N2

Optoacoplado

R08-2DN2 d=656

ente Abierto

DC)

protección

nza

(estándar IE

mite.9

25

or)

)

n sobre corr

EC)

- 36 -

riente

U

d

l

n

s

a

g

s

F

L

f

u

p

g

S

S

t

d

Un optoacop

dispositivo d

la luz em

normalment

solo disposi

ambos es óp

general es d

sensibles.

F

Funcionamie

La Figura 2

fototransisto

una corrient

proporciona

generando u

S1 cerrado y

Si la tensión

tensión de

dispositivo p

plador, tamb

de emisión y

mitida por

e en forma

tivo semicon

ptica. Estos

del tipo DIP.

Figura 2.17 E

ento

2.17 siguient

or. La tensió

te en el LED

un nivel d

una corriente

y a V2 con S

n de entrada

salida camb

puede acopla

bién llamado

y recepción

un diodo L

de fototrans

nductor, un

elementos s

Se suelen u

El opto acop

(Fuente: W

te muestra

n de la fuen

D emisor cu

de luz adecu

e en R2. De

S1 abierto.

varía, la can

bia de acue

ar una señal

o optoaislado

que funcion

LED que s

sistor o fotot

foto emisor

se encuentra

utilizar para

lador combi

Wikipedia O

el optoacop

nte de la izqu

uando se cie

uado, al inc

este modo l

ntidad de luz

erdo con la

de entrada c

or o aislador

na como un i

satura un

triac. De es

r y un foto r

an dentro de

aislar eléctr

ina un LED y

Optoacoplado

plador 4N25

uierda y la r

erra el interr

cidir sobre

la tensión de

z también lo

tensión de

con el circui

r acoplado óp

interruptor e

componente

ste modo se

receptor cuy

e un encaps

ricamente a

y un fototran

or)

formado p

resistencia en

ruptor S1. S

el fototrans

e salida será

o hará, lo qu

e entrada. D

ito de salida

pticamente,

excitado med

e optoelectró

combinan e

ya conexión

sulado que p

dispositivos

nsistor.

or un LED

n serie estab

Si dicha corr

sistor lo satu

á igual a cer

ue significa q

De este mo

a, aunque ha

- 37 -

es un

diante

ónico,

en un

entre

por lo

s muy

y un

blecen

riente

urará,

o con

que la

do el

ay que

t

p

d

d

L

c

c

c

t

v

C

P

0

1

h

tener en cue

puede disto

diseñados de

de entrada.

La ventaja

circuitos de

circuitos es u

circuitos del

tensión en la

voltios.10

Ubicación d

Conexión y a

Para la cone

0 a 12 del se


enta que las

orsionarse.

e forma que

fundamenta

entrada y sa

un haz de lu

l orden de m

as que los p

del sensor de

Figu

adecuación

exión de este

ensor, hasta

A, Optoacopladedia.org/wiki/O

curvas tensi

Se venden

tengan un ra

al de un o

alida. Media

uz. Esto se tr

miles de MΩ.

otenciales d

e revolucione

ura 2.18 Ubi

(F

de la señal d

e dispositivo

0 a 5 que so

dor, 2010 Optoacoplador

ión/luz del L

optoacopla

ango en el qu

optoacoplado

ante el optoa

raduce en un

. Estos aislam

de los dos cir

es (Figura 2.

cación del s

uente: Los a

del sensor de

fue necesari

on los pulso

LED no son

adores espe

que la señal d

or es el ais

acoplador, e

na resistencia

mientos son

rcuitos pued

.18)

ensor de rev

autores)

e inductivo p

rio bajar el v

os de revoluc

n lineales, po

eciales para

de salida sea

slamiento el

l único cont

a de aislamie

útiles en ap

den diferir e

voluciones

para revoluc

voltaje que no

ciones del m

or lo que la

a este prop

a casi idéntic

léctrico entr

tacto entre a

ento entre lo

plicaciones d

n varios mil

ciones del m

ormalmente

motor, el esq

- 38 -

señal

pósito,

ca a la

e los

ambos

os dos

de alta

les de

otor

es de

quema

q

a

q

2

B

c

c

e

que se ve a c

anexo

1, que nos f

que más ade

Fig

2.2.5 Sens

Básicamente

corta la corr

circuito que

especificacio

continuación

fue de ayuda

elante se inte

gura 2.19 C

sor indicado

e este sensor

iente a un fo

e se present

ones de cone

n se obtuvo

a para realiz

erpretara y ex

Conexión del

(F

or de carga

r se ubica en

oco indicado

ta a continu

exión se pue

del datashee

zar esta cone

xplicara.

optoacoplad

uente: Los a

n el interior

or en el table

uación en la

eden apreciar

et del opto a

exión (Figur

dor para revo

autores)

del alternad

ro de contro

a siguiente

r en el anexo

coplador del

ra 2.19) y as

oluciones de

dor que al m

ol, para eso s

Figura 2.20

o 1 del optoa

l que se ven

sí obtener la

el motor

momento de

se ha diseñan

0, igualment

acoplador.

- 39 -

n en el

señal

girar,

ndo el

te las

2

V

d

c

a

F

2.2.6 Sens

Vemos en la

de combusti

captar prese

anterior utili

Fig

Figura 2.20

sor indicado

a siguiente F

ible, que igu

encia de agu

izaremos el m

gura 2.21 Co

0 Conexión d

(F

or de agua e

Figura 2.21

ualmente ac

ua en el inte

mismo esque

onexión del o

(F

del optoacop

uente: Los a

en el decanta

la conexión

ctúa como u

erior de este

ema y los da

optoacoplad

uente: Los a

plador para in

autores)

ador

n para el sen

un interrupto

e elemento,

atos del anex

dor para indic

autores)

ndicador de

nsor de agua

or para cerr

la conexión

xo 1 del opto

cador del de

carga

en el decan

rar un circu

n al igual q

oacoplador.

cantador

- 40 -

ntador

uito al

que el

2

P

c

E

q

T

C

i

a

l

e

E

r

r

c

2.3 Actuado

Para este pun

como son:

Motor de

Bujías d

Solenoid

Ventilad

Acelerac

En los elem

que continua

Transistor IR

(Fuen

Cuando nec

incrementan

ancho de pu

la intensida

excelencia p

El PWM es

régimen de

realizar con

convenienci

ores

nto del proy

e arranque

e precalentam

de

dor

ción de moto

entos menci

ación detalla

RFZ44N (Fi

nte: http://ww

cesitamos c

ndo su régim

ulsos (PWM,

ad de ilumin

para el PWM

s una herram

trabajo de m

transistores

a de la aplic

yecto, tenemo

miento

or

ionados ante

amos.

gura 2.22)

Figura 2

ww.electroni

controlar ca

men de trabaj

, Pulse-Widt

nación inca

M.

mienta que

motores o lu

s bipolares (N

cación, es de

os como actu

eriormente lo

2.22 Transis

icamedina.co

argas de ma

o, de maner

th Modulatio

andescente (

posee el d

uminarias co

NPN - PNP

ecir, el PWM

uadores cuat

os cuatro pr

stor IRFZ44N

om.mx/e_sto

anera varia

ra habitual se

on). El contr

(o de LED

desarrollador

on la mayor

P), con tiristo

M no se hace

tro elemento

imero utiliza

N

ore/images/t

able, es dec

e recurre a la

rol de veloci

s) son las

r/programado

r eficiencia p

ores, triacs,

e sólo con un

os principale

aran un tran

to_220.jpg)

cir, atenuan

a modulació

idad de moto

aplicacione

or para var

posible, se p

o IGBT seg

n transistor M

- 41 -

es

nsistor

ndo o

ón por

ores y

s por

iar el

puede

gún la

MOS-

- 42 -

FET sino que se puede encontrar aplicaciones que utilizan sistemas electrónicos de

conmutación muy variados, ajustables a las necesidades de la aplicación.

Es un transistor de tecnología MOS-FET (Metal–Oxide–Semiconductor – Field Effect

Transistor) que posee destacadas características que lo hacen ideal para este tipo de

aplicaciones. Queremos también aclarar que PWM se puede realizar con transistores

bipolares (NPN - PNP), con tiristores, triacs, o IGBT según la conveniencia de la

aplicación, es decir, el PWM no se hace sólo con un transistor MOS-FET como veremos

ahora sino que puedes encontrar aplicaciones que utilizan sistemas electrónicos de

conmutación muy variados y como mencionamos antes, ajustables a las necesidades de

la aplicación.

Entre las características más destacadas de este transistor encontramos que es capaz de

manejar corrientes de hasta 50 Amperes ofreciendo una resistencia tan baja como 0,017

Ohms. Esto permite un régimen de trabajo extraordinario ya que trabajando al máximo

de sus posibilidades no desarrollará una potencia mayor a los 45 Watts. Nada

extraordinario para un generoso disipador que pueda irradiar el calor generado por

semejante corriente circulando a través del dispositivo. Para tener una idea, trabajando

con 12 Volts, una lámpara incandescente de 100W consumirá 8,33 Amperios. Es decir,

la sexta parte de sus posibilidades extremas y claro está, a 100W, es decir, a la potencia

máxima o a un duty de 255.11

2.3.1 Motor de arranque

Para el encendido del motor de combustión como sabemos, se cuenta con el motor de

arranque y su relé o comúnmente llamado automático, que viene en conjunto estos

elementos, que van a funcionar con 12 voltios.

Para eso se ha diseñado un circuito básico como se ve en la Figura 2.23 donde el

transistor cerrara a tierra la bobina de este relé cuando así se requiera y dar paso al

funcionamiento este conjunto del arranque.

11 MOSFET, IRFZ44N MOS-FET (Metal–Oxide–Semiconductor – Field Effect Transistor) para PWM, 2010 http://deividorozco.blogspot.com/2010/03/irfz44n-mos-fet-metaloxidesemiconductor.html

L

u

a

v

3

La fuente pr

un cable nu

automático v

va a ser com

3A que nos g

Figu

rincipal que

umero 3 ya

va a ser el en

mandado con

garantizara u

ura 2.23 Co

(F

acciona al a

a que tiene

ncargado de

n el relé que

un correcto f

Figura

(F

onexión de co

uente: Los a

arranque está

e un alto co

e cerrar este

soporta hast

funcionamie

a 2.24 Motor

uente: Los a

omando del

autores)

á conectado

onsumo de

circuito de a

ta 30A y en

ento.

r de arranque

autores)

arranque

directament

corriente (

alto consum

este caso es

e

te a la baterí

(Figura 2.24

mo, y este a s

ste relé consu

- 43 -

ía con

4), el

su vez

umirá

2

E

a

a

c

a

b

E

e

e

m

2.3.2 Prec

En esta par

accionaremo

alta capacid

consumen a

aislado por

bujías.

Este relé qu

en su bobina

esta parte de

marcha del m

calentamien

te del desar

os nuevamen

dad (Figura

alrededor de

un material

Figura 2

e mencionam

a por el sigu

e la bobina,

motor.

nto de bujías

rrollo tenem

nte un relé,

2.25) ya qu

40A, como

l cerámico q

2.25 Relé de

(F

mos anterior

uiente circuit

cuando est

s

mos un idént

a diferencia

ue el consum

o podemos v

que igualme

alta capacid

uente: Los a

rmente, no a

to Figura 2.2

a sea requer

tico funcion

del anterior

mo de estas

ver en la Fi

ente dará pa

dad para prec

autores)

al de alta cap

26 que se va

rida, genera

namiento al

r este relé ac

s bujías de

igura es un

aso a que 12

calentamien

pacidad, va

a a encargar

almente ante

anterior, ya

ctivará un re

precalentam

relé muy g

2V alimente

nto

a ser coman

de cerrar a

s de la pues

- 44 -

a que

elé de

miento

grande

en las

ndado

tierra

sta en

2

P

(

t

f

d

P

d

2.3.3 Solen

Para este pr

(Figura 2.27

través de un

funciona con

de 30A para

Para el accio

de conexión

Figura 2

noide

rocedimiento

7) del motor

na pequeña b

n 12V y que

a ser comand

onamiento d

n (Figura 2.

2.26 Conexi

(F

o nos conce

r, que es el

bobina que a

tiene de con

dado desde e

Fig

(F

de este elem

28) que es

ión del coma

uente: Los a

entramos en

encargado d

actúa en este

nsumo 0,3A

l computado

gura 2.27 So

uente: Los a

ento podemo

igual al qu

ando de prec

autores)

el solenoid

de abrir y c

e solenoide c

al cual tamb

or a través de

olenoide

autores)

os ver en la

ue utilizamo

calentamient

de de la bom

errar el paso

como se ve e

bién se le ac

el transistor.

a siguiente F

s para accio

to

mba de inye

o de combu

en la Figura

cciono con un

.

Figura el esq

onar el mot

- 45 -

ección

ustible

. Este

n relé

quema

tor de

a

c

2

C

q

s

c

arranque y b

con diferente

2.3.4 Vent

Como sabem

que permiten

ser comanda

con el ventil

bujías de pre

e accionami

Figu

tilador

mos el ventil

n el enfriam

ado por un r

lador.

calentamien

ento que vem

ura 2.28 Con

(F

lador consta

miento del mo

relé, como s

Fig

(F

nto, por lo tan

mos más ade

nexión de co

uente: Los a

a de un moto

otor cuando

se ve en la F

gura 2.29 Ve

uente: Los a

nto se utiliza

elante.

omando del s

autores)

or básico, al

se requiere,

Figura 2.29,

entilador

autores)

a los mismo

solenoide

lojado en su

, también est

, este se aloj

s elementos

u eje unas h

te ventilador

jo conjuntam

- 46 -

, pero

élices

r va a

mente

A

t

l

2

P

s

c

Al igual que

tiene de con

la parte de la

2.3.5 Acel

Para el accio

se acoplo u

computador

e los tres actu

nsumo 0,3A

a bobina de e

Figu

leración del

onamiento d

un Servomot

.

uadores ante

que va a ser

este relé com

ura 2.30 Con

(F

motor

del dispositiv

tor (Figura

Figu

(F

eriores, para

r comandado

mo se ve en l

nexión del co

uente: Los a

vo de contro

2.31), que

ura 2.31 Ser

uente: Los a

su funciona

o por el tran

la Figura 2.3

omando del v

autores)

ol de revoluc

nos facilita

rvomotor

autores)

amiento se ac

nsistor que v

30.

ventilador

ciones del m

a el acciona

ctivara el rel

va a cerrar a

motor o acele

amiento des

- 47 -

lé que

tierra

erador

sde el

P

T

6

u

M

E

r

t

e

L

C

S

T

T

Para comand

TIP32C que

6008, este m

utilizo solam

Micro contro

(Fuente: ht

El PIC 16F8

realizar mod

16F819. No

tenidas en c

el mundo ex

Las nuevas c

Conversor A

SSP (Synchr

Timer1 (16 b

Timer2 (8 bi

dar este elem

e describimo

micro contro

mente para es

olador 16F8

ttp://cdn.sigm

819 es comp

dificaciones

o obstante, i

uenta dado

xterior.

característica

A/D de 10 bit

ronous Seria

bits)

its + prescal

mento fue n

os a continu

lador se util

ste procedim

19 (Figura 2

Figura 2.3

ma.octopart.

patible pin a

en el hard

incorpora un

que algunos

as son:

ts (en vez de

al Port) con S

er + postsca

ecesario adq

uación. El cu

lizo un mínim

miento (ver p

2.32)

32 Micro con

.com/172681

pin con la f

dware que h

na serie de

s módulos co

e 8 bits)

SPI e I2C

aler)

quirir un mi

ual recibe la

mo de su ca

programación

ntrolador 16f

1/image/Mic

familia 16C7

hoy usa 16C

característi

omparten lo

cro controla

a señal de la

apacidad de

n en el anex

f819

crochip-PIC

71x, no debe

C71x para q

icas nuevas

s pines para

ador 16F819

a tarjeta NI

trabajo ya q

o 4).

16F819-I/P.j

ería ser nece

que funcione

que deberá

a su conexión

- 48 -

9 y un

USB

que se

jpg)

esario

e con

án ser

n con

- 49 -

CCP (Captura, Comparación 16 bits y PWM hasta 10 bits)

Brown-out detection

Oscilador interno con 8 frecuencias de trabajo entre 31KHz y 8MHz

Acceso lectura/escritura a la memoria de programa

ICD (In-Circuit Debugging)

El port A está completo, por lo que tenemos 16 I/O en vez de 13 como en el 16C71x.

Esto se logra reutilizando pines que se hallaban dedicados (OSC1 y 2, MCLR). Se

deberá inicializar los pines nuevos como entradas para coexistir con el hardware

existente.

El conversor analógico-digital es de 10-bits de resolución, incorporando una entrada más

(5 en total), mayor cantidad de combinaciones de entradas/referencias y tres nuevas

posibilidades de clocking.

El Timer 1 es un contador de 16-bits que puede contar sincrónica o asincrónicamente,

con reloj interno o externo, y puede interrumpir al procesador cuando desborda

(overflow interrupt). Posee además la opción de utilizar un oscilador independiente que

comparte los pines con el GPIO, diseñado para funcionar con un cristal de 32,768KHz.

El Timer 2 es un contador de 8-bits con prescaler (1:1,1:4,1:16) que cuenta hasta igualar

el valor en un registro. Esta situación alimenta a su vez a un postscaler programable (1:1

a 1:16) que puede interrumpir al procesador.

El módulo CCP puede capturar la cuenta del Timer1 en dos registros de 8-bits al

momento de ocurrir un cambio en su entrada (CCP1, compartida con RB3). Puede

configurarse también para comparar la cuenta del

Timer1 con el valor de sus registros y operar sobre su salida (CCP1, compartida con

RB3) cuando coinciden.

- 50 -

En ambos casos, puede generar una interrupción. Otra configuración posible es como

generador de PWM, recibiendo clock a través del Timer2 y usando sus registros para

controlar período y ciclo de trabajo, con una resolución de hasta 10 bits.

El SSP es un port serie sincrónico que puede funcionar en modo SPI (full duplex, 3

pines) o I2C master o slave, soportando direccionamiento.

La memoria de programa (flash) puede ser accedida de forma indirecta mediante el

mismo mecanismo con el que se accede a la EEPROM.

CTC-006 1CTC-006, Migración de PIC 16C71x a 16F819

El módulo ICD permite realizar debugging en circuito a través de MPLAB ICD, a

expensas de utilizar parte de los recursos (MCLR/Vpp, RB7 y RB6) para esta función.

Otra característica adicional del 16F819 es que posee 8 configuraciones posibles de

reloj, y el oscilador interno puede entregar dos clocks: uno de 32,768KHz y otro entre

125KHz y 8MHz, controlable por programa.

Software

El PIC16C71x direcciona GPR desde la posición 0Ch, y hasta 4Fh inclusive (2Fh para

C71 y C710), accesible en ambos bancos (0 y 1), siendo las primeras posiciones

ocupadas por SFRs diferentes en cada banco.

El 16F819 en cambio tiene SFRs en los cuatro bancos, de 0 a 1Fh inclusive. El

direccionamiento de GPR se realiza desde 20h hasta 7Fh en el banco 0 (96 bytes), y

hasta 3Fh en el banco 1 (32 bytes) dando un total de 128 bytes. Las áreas de GPR no

implementadas, en cualquier banco, acceden al banco 0.

Por igual razón, los SFR de acceso y control del A/D están mapeados en posiciones de

memoria diferentes.

No obstante, los SFR básicos coinciden.

- 51 -

El conversor analógico-digital es de 10-bits en vez de 8-bits, pero con un simple truco es

posible accederlo como si fuera de 8-bits, si nuestra aplicación no se beneficia de la

mayor precisión o ésta resultara una complicación para los cálculos: seteando el formato

“justificación a la izquierda”, pueden leerse los 8 bits más significativos de ADRESH,

resultando en una precisión efectiva de 8 bits.

La memoria de programa puede leerse de forma indirecta a través de los registros de

acceso a la EEPROM; esto nos permite incorporar tablas o datos en flash, o hacer una

verificación en campo del contenido de la memoria de programa.

La configuración de ambos chips es diferente, y la cantidad de opciones nuevas que nos

brinda el 16F819 hace que debamos prestar atención a la inicialización del chip a la hora

de portar nuestra aplicación. Se recomienda la lectura de las correspondientes hojas de

datos.

Programación

El PIC 16F819 requiere que el PICStart Plus tenga revisión de firmware 3.11 o superior.

Además el 16F819 soporta Low Voltage Programming (LVP), pudiendo ser programado

a 5V.

Diferencias eléctricas

Las especificaciones eléctricas son diferentes dado que se trata de dispositivos

diferentes, pero resultan en la mayoría de los casos, y a igual tensión de operación,

funcionalmente equivalentes. Se recomienda la lectura de las correspondientes hojas de

datos para detalles más específicos.

Errata

El PIC 16F819 incorpora el módulo SSP, el mismo tiene una errata documentada. Si

intenta utilizarlo como mejora al migrar su aplicación, se sugiere la lectura de la errata

correspondiente a este módulo.

S

q

t

T

E

i

l

S

d

d

L

p

1

h

Según const

que Figura

tiempo.12

Transistor T

Es un grup

iguales cara

las etapas co

Se denomi

dos transisto

dispositivo.

La configura

por el ingen

12 CAPRILE Shttp://www.cik

ta en erratas

en la hoja

TIP32C (Figu

(Fuente: ht

po de transi

acterísticas e

ontrafásicas o

ina transistor

ores bipolare

ación (origin

niero de los L

ergio R, Migra

ka.com/soporte

, el oscilado

de datos, t

ura 2.33)

F

ttp://shop.rab

istores com

en el que un

o push-pull.

r Darlingto

es en un tán

nalmente rea

Laboratorios

ación de PIC 1e/TechComm/C

or interno tie

téngalo en c

Figura 2.33 T

btron.co.za/c

mplementario

no es NPN

on es un d

ndem (a vec

alizada con d

s Bell Sidney

6C71x a 16F8CTC-006_Migr

ene un corrim

cuenta si de

Tip32C

catalog/imag

os está form

y el otro, P

dispositivo s

ces llamado

dos transisto

y Darlington

18, 2003 rar_16C71x_1

miento y jitt

epende de é

ges/TIP32C.j

mado por d

PNP. Son im

semiconduct

par Darling

ores separad

n. La idea de

6F818.pdf

ter algo may

él como ba

jpg)

dos transistor

mprescindibl

tor que com

ton) en un

dos) fue inve

e poner dos

- 52 -

yor al

se de

res de

les en

mbina

único

entada

o tres

t

a

S

c

a

1

h

transistores

arbitrario de

Su conexión

como resiste

anexo 2.


sobre un ch

e transistores

n se puede ve

encia y cond

A, Transistor Dedia.org/wiki/T

hip fue paten

s que origina

Fig

(Fuente

er en la sigu

densadores n

Darlington, 201TrAnsystor_Da

ntada por él

aría la idea m

gura 2.34 Da

e: Transistor

uiente Figura

o basamos e

1 arlington

l, pero no l

moderna de c

arlington

r Darlington)

a, para utiliz

en el DATAS

la idea de p

circuito integ

)

zar los eleme

SHET que p

poner un nú

grado.13

entos de con

podemos ver

- 53 -

úmero

nexión

r en el

2

E

s

u

i

S

Q

s

o

2.4 Constru

adverten

funciona

El Softwar

suministrada

un program

interpretado

Se partió de

Que permita

se puedan p

operario.

ucción del

ncia y con

amiento de

e diseñado

a por los sen

ma de diseñ

en el monito

las siguiente

a simplemen

presentar en

Figura 2.3

(F

software e

ntrol de a

un motor a

tiene com

nsores analó

ño gráfico

or para sus d

es especifica

nte con el So

el motor di

35 Conexión

uente: Los a

en program

anomalías

diesel

mo objetivo

gicos especi

como es

diferentes fu

aciones:

oftware adve

iesel con eje

n del servomo

autores)

mación graf

de los sis

o fundamen

ificados ante

el LabView

unciones.

ertir y contro

ecución auto

otor

fica para

stemas aux

ntal, tomar

eriormente y

w, para po

olar las difer

omática sin

los sistema

xiliares par

la inform

y controlarlo

osteriormente

rentes avería

necesidad d

- 54 -

as de

ra el

mación

os por

e ser

as que

de un

Q

Q

c

-

-

P

l

n

2

E

d

Que sea port

Que permit

característic

- Eficaz

- De fácil ma

Para este te

lograron cum

nivel de deta

2.4.1 Esqu

El esquema

diferentes el

tátil y versát

ta visualiza

as:

anejo, para l

ema en men

mplir las car

alle el desarr

uema gener

a general de

lementos que

F

til para el ma

ar el funci

la puesta en

nción se de

racterísticas

rollo y comp

al

el sistema se

e conforman

Figura 2.36

(F

anejo de cua

onamiento

marcha del m

sarrollo un

propuestas.

ponentes del

e ilustra en

n el sistema d

6 Esquema de

uente: Los a

alquier motor

del motor

motor diesel

Software e

A continuac

Software di

n la Figura

de advertenc

e funcionam

autores)

r diesel.

diesel con

l

en LabView

ción se expli

iseñado.

2.36 donde

cia y control

miento

n las sigui

w, con el cu

ica con un m

se observa

.

- 55 -

ientes

ual se

mayor

an los

- 56 -

2.4.2 Sistema eléctrico y electrónico

Al igual que el Mecánico, el sistema Eléctrico y Electrónico ha sido diseñado localmente

y concebido para ser construido con materiales de fácil acceso en nuestro medio. El

Hardware de control y alimentación está basado fundamentalmente en el control al

solenoide de la bomba de inyección, en donde se concentra el tema en estudio.

2.4.3 Rutina de procesamiento y tratamiento de las señales analógicas

Utilizamos el asistente DAQ y configurado como entradas analógicas que es el

encargado de censar el voltaje de los diferentes sensores como son: presión de aceite,

temperatura y nivel de combustible, después de la cual se obtiene un bus de datos, que

van a ser utilizados en la advertencia y control del funcionamiento.

2.4.4 Dispositivos de comando y puesta en marcha del motor diesel

Precalentamiento de bujías

Control de paso de combustible a través del solenoide

Arranque del motor de combustión

Control de aceleración

2.4.4.1 Precalentamiento de bujías

Como sabemos este tipo de motores diesel requieren un precalentamiento antes del

proceso de arranque, que consiste en calentar el diesel en la cámara de combustión, por

el lapso de 15 segundos, para esto necesitamos comandas el transistor IRFZ44N, en la

cual necesitamos una baja señal que va a venir desde el computador, a través de la tarjeta

USB-6008.

En la siguiente Figura 2.37 vemos la programación grafica para obtener la señal antes

mencionada, donde al pulsar el botón de precalentamiento de la ventana principal, la

DAQ envía una señal al relé a través del transistor que maneja la bobina durante 15

segundos, luego la bobina se apaga.

2

P

S

m

q

p

2

U

s

a

l

2.4.4.2 Cont

Pues bien,

Solenoide d

manera va a

que comand

programació

2.4.4.3 Arra

Una program

sistemas ant

activamos u

la tarjeta de

Figura

trol de paso

este paso ta

e la ventana

a comandar a

dara este sol

ón.

Figu

anque del m

mación grafi

teriores ya p

n pulsante d

e adquisición

a 2.37 Progra

(F

o de combus

ambién es s

a principal q

a otro transi

lenoide, com

ra 2.38 Prog

(F

motor de com

ica similar a

uestos en m

de arranque d

n de datos

amación pre

uente: Los a

stible a trav

sencillo sola

que va a pasa

istor IRFZ44

mo se ve en

gramación d

uente: Los a

mbustión

las dos ante

marcha, se pro

de la ventan

como es la

ecalentamien

autores)

vés del solen

amente nece

ar por la tar

4N, para cer

la siguiente

de paso de co

autores)

eriormente m

ocede al arra

na principal,

USB-6008,

nto de bujías

noide

esitamos la

rjeta USB-60

rrar a tierra l

e Figura 2.3

ombustible

mencionadas

anque del m

para genera

, y esta a su

s

señal del b

008, que de

la bobina de

8 su esquem

s, esta vez co

motor, para la

ar una señal

u vez cerrar

- 57 -

botón

igual

el relé

ma de

on los

a cual

hacia

r otro

t

u

t

E

p

2

E

a

2

P

p

c

2

transistor IR

un tiempo p

todo el proce

En la siguie

parecida a la

2.4.4.4 Cont

En esta oper

al micro con

2.40 la salid

Para coman

pasando por

controlador

2.4.5 Disp

Adverten

RFZ44N, y d

prudente has

eso antes me

ente Figura

as anteriores

Figura

trol de acele

ración fue m

ntrolador, el

da conectamo

dar esta var

r la tarjeta

16F819 y ac

Figura

positivos de

ncia y contro

dar paso a la

sta que el m

encionado.

2.39 obser

.

a 2.39 Progr

(F

eración

muy sencillo

l cual manej

os directame

riación del s

de adquisic

ctuar sobre e

a 2.40 Progra

(F

control y ad

ol de temper

excitación d

motor se pon

rvamos esta

amación Par

uente: Los a

actuar ya qu

ja al servom

ente al circui

servomotor s

ción de dato

el servomoto

amación par

uente: Los a

dvertencia d

ratura

de la bobina

nga en march

a programac

ra el arranqu

autores)

ue solo se ne

motor, como

ito de acelera

se utilizara

os, para fin

or.

ra control de

autores)

del motor di

a del relé de

ha, y luego

ción antes m

ue del motor

ecesitaba un

se ve en la

ación.

las teclas P

nalmente act

e aceleración

iesel

arranque, es

quedara ina

mencionada,

voltaje anal

a siguiente F

G UP y PG

tuar en el m

n

- 58 -

sto en

activo

muy

lógico

Figura

G DN,

micro

2

P

p

g

P

t

s

Adverten

Adverten

Adverten

2.4.5.1 Adve

Para la con

proceder co

gracias a la u

Podemos ap

temperatura

siguiente tab

ncia y contro

ncia y contro

ncia y contro

ertencia y c

nfiguración

on la progra

utilización d

reciar que cu

fue de 17,

bla de datos.

ol de presión

ol de combu

ol de voltaje

control de te

de esta par

amación res

de un Piróme

Figura 2.

(F

uando la res

6°C, este fu

Tempera

17,

20

42,

54

56

n

stible

emperatura

rte del prog

spectiva com

etro y un mu

41 Datos pa

uente: Los a

istencia en e

ue el proced

atura °C Re

,6

0

,2

4

6

a

grama fue n

mo vemos e

ultímetro real

ara temperatu

autores)

el sensor de

dimiento qu

esistencia (kΩ

0,753

0,732

0,198

0,123

0,115

necesario ob

en la siguie

lizamos este

ura

temperatura

ue se tomo,

Ω)

btener datos

ente Figura

e procedimie

a fue de 0,75

hasta obten

- 59 -

para

2.41,

ento.

3k, la

ner la

- 60 -

57 0,110

58 0,105

60 0,100

61 0,95

62 0,92

63 0,88

67 0,77

68 0,71

70 0,70

71 0,67

72 0,64

74 0,61

81 0.54

85 46,8

En la siguiente Figura 2.42 se indica el proceso para el funcionamiento de la advertencia

y control de temperatura, comenzaremos midiendo el voltaje de entrada de la DAQ,

luego pasamos el valor medido de voltaje al valor que tiene el sensor en ohmios, la

temperatura medida saldrá cuando el valor medido del sensor en ohmios se calcule a

partir de la interpolación lineal que se hace con una tabla que contiene los valores de

resistencia que corresponden a una temperatura dada, seguidamente se hacen las

operaciones de funcionamiento.

El ventilador se prendera con una temperatura mayor o igual a 80°C.

Para la advertencia en el panel principal (anexo 3) que se muestra en color verde con un

funcionamiento normal, y que trabajara cuando cambien a color rojo, es decir si la

t

q

P

q

s

c

2

E

n

c

u

temperatura

que el motor

Para el contr

que el moto

sistema está

combustión.

Fi

2.4.5.2 Adve

En la siguie

necesarios p

circulación d

un manómet

llega de 83°

r se apagara

rol, en caso

or se apague

á conectado

igura 2.42 P

ertencia y c

ente Figura 2

para continu

de aceite en

tro de presió

°C hasta 86°

de no llegar

de no corre

e cuando la t

o al solenoi

Programación

(F

control de pr

2.43 se mue

uar con la p

el sistema,

ón.

°C se encend

r a corregirse

girse los val

temperatura

ide que es

n para adver

uente: Los a

resión

estra el méto

programació

fueron de ig

derá la adver

e estos valor

lores antes m

a es mayor a

el encarga

rtencia y con

autores)

odo que se u

ón de esta p

gual manera

rtencia a col

res de funcio

mencionados

a 86°C, esto

ado de apag

ntrol de temp

utilizo para

parte como

tomado con

lor rojo indic

onamiento.

s, es sistema

o gracias a q

gar el moto

peratura

obtener los

es la presió

n un multíme

- 61 -

cando

a hará

que el

or de

datos

ón de

etro y

E

r

t

E

C

i

o

c

v

E

v

n

En este caso

ralentí y el ú

tener un valo

En la siguien

Con estos v

indica la Fig

ohmios, la

calcule a pa

valores de re

En este caso

verde con fu

1 kg/cm2 y 2

normales de

o tomamos tr

último en re

or exacto de

nte tabla se p

valores come

gura 2.44, pa

presión med

artir de la in

esistencia me

o la adverten

uncionamien

2 kg/cm2, ad

funcionami

Figura

(F

res datos prin

evoluciones

resistencia e

presenta esto

Presión (

0

3

5

enzamos mi

asamos del v

dida saldrá

nterpolación

encionadas a

ncia que se u

nto normal, v

dvirtiendo qu

iento que est

2.43 Datos

uente: Los a

ncipales uno

máximas de

en el sensor,

os valores ob

kg/cm2) Re

idiendo el v

valor medido

cuando el

n lineal que

anteriorment

ubica en el pa

va a cambiar

ue el motor s

tán entre 2.1k

para presión

autores)

o cuando el m

el motor, ya

, cuando se v

btenidos en l

esistencia (kΩ

0

40

50

voltaje a la e

o de voltaje

valor medid

se hace con

te que corres

anel principa

r a color rojo

se apagara s

kg/cm2 y 5 k

n

motor estuvo

que estuvo

variaba la ac

la medición.

Ω)

entrada de l

al valor que

do del sens

n una tabla

sponden a la

al (anexo 3)

o cuando la p

si no se regu

kg/cm2

o apagado ot

muy compl

celeración.

.

la DAQ com

e tiene el sen

or en ohmi

que contien

a presión me

que esta de

presión este

ula los parám

- 62 -

tro en

licado

mo se

nsor a

ios se

ne los

edida.

color

entre

metros

A

c

s

2

D

v

p

e

A continuac

cuando la p

sistema de fu

Fi

2.4.5.3 Adve

De igual ma

variando la

principales:

el método ut

ción se reali

resión es m

funcionamien

igura 2.44 P

ertencia y c

anera, se tom

posición d

nivel bajo, n

tilizado.

Fi

iza las oper

menor a 1 kg

nto del solen

Programación

(F

control de co

mo datos de

de la boya

nivel medio

igura 2.45 D

(F

raciones de

g/cm2, actuan

noide

n para adver

Fuente. Los a

ombustible

l sensor de

manualmen

y nivel alto

Datos para ni

uente: Los a

control es d

ndo de igua

rtencia y con

autores)

combustible

nte, es decir

o, en la sigu

ivel de comb

autores)

decir que el

al manera es

ntrol de temp

e, utilizando

r obtuvimos

uiente Figura

bustible

l motor se a

sta señal sob

peratura

un multíme

s los tres d

a 2.45 se pre

- 63 -

apaga

bre el

etro y

datos,

esenta

C

C

a

s

e

c

P

v

r

q

c

c

E

e

Con las med

Con los valo

a la entrada

sensor a ohm

en ohmios s

contiene los

Para las oper

verde en el p

rojo cuando

que el motor

combustible

combustible

En la siguien

este sistema

Fig

diciones obte

ores que obtu

de la DAQ p

mios, el niv

se calcule a

valores de r

raciones de

panel princip

el nivel es m

r se va a apa

e, en caso qu

e sea menor o

nte Figura 2

.

igura 2.46 P

enidas, obten

Nivel de co

Bajo

Medio

Alto

uvimos, al ig

para luego p

vel de gasoli

a partir de la

resistencia qu

control, la ad

pal (anexo 3)

menor o igua

agar si no se

e no se tome

o igual a 1/1

.46 se mues

rogramación

(F

nemos la sigu

ombustible

gual que el a

pasar del valo

ina medida s

a interpolac

ue correspon

dvertencia d

) cuando el n

al a 1/8 de su

toman medi

e esta acción

6.

tra el esquem

n para advert

uente: Los a

uiente tabla

Resistencia

19,8

67,8

131,5

anterior, com

or medido d

saldrá cuand

ión lineal q

nden al nive

de combustib

nivel de dies

u nivel, enton

idas como el

n el motor se

ma de progr

rtencia y con

autores)

de valores.

(Ω)

menzamos m

de voltaje al

do el valor m

que se hace

l de gasolina

ble que está

sel es adecua

nces aquí tam

l abastecimie

e apagara cua

ramación gra

ntrol de comb

midiendo el v

valor que tie

medido del s

con la tabla

a medido.

encendida en

ado, cambiar

mbién adver

ento de

ando el nive

afica que pre

bustible

- 64 -

voltaje

ene el

sensor

a que

n

ra a

rtirá

el de

esenta

2

E

n

p

E

s

m

b

E

(

i

t

b

M

e

2

2.4.5.4 Adve

Este sistema

necesario co

poner en ma

Este procedi

siguiente Fig

midiendo el

batería está d

En lo que se

(anexo 3) co

indicador de

toman medi

batería este e

Mientras que

el motor este

2.4.6 Disp

Revoluc

Decantad

Indicado

ertencia y c

a a pesar d

ontrolar la c

archa el moto

imiento que

gura se ve e

voltaje de e

dividido par

e refiere al s

on la carga

e advertencia

das de revis

entre 8V y 1

e el motor s

e funcionand

Figura 2.47

positivos de v

iones del mo

dor de comb

or de carga d

control de vo

de no ser p

carga de la

or de combu

explicarem

el esquema d

entrada en la

ra dos.

sistema de ad

normal y es

a se encende

sión como e

12.5V.

e apagara si

do

7 Programac

(F

visualizació

otor

bustible

de batería

oltaje

peligroso en

batería, ya

ustión.

os es un poc

de programa

a DAQ, mult

dvertencia y

stado de la b

erá rojo y av

el sistema de

el voltaje e

ción para adv

uente: Los a

ón de diferen

n caso de p

que es un

co más senc

ación, ahora

tiplicamos p

y control, el

batería esta

visando que

e carga o ba

es menor a 8

vertencia y c

autores)

ntes sistema

resentarse a

elemento in

cillo que los

directament

por dos ya qu

indicador de

encendido d

el motor se

atería, esto l

V, todo este

control de vo

as del motor

alguna averí

ndispensable

s anteriores,

te comenzar

ue el voltaje

el panel prin

de color ver

e apagara si

lo hará cuan

e proceso, cu

oltaje

r diesel

- 65 -

ía, es

e para

en la

remos

de la

ncipal

de, el

no se

ndo la

uando

2

E

y

u

p

E

d

e

a

2

S

c

f

S

c

p

a

2.4.6.1 Revo

En la Figura

ya la señal d

uso la estruc

pulsos conta

Esta indicad

del motor d

exigencias d

aplicación.

2.4.6.2 Deca

Se presenta

como se trat

fácil que las

Se leen los v

caso tenemo

presencia de

apagará, en l

oluciones de

a 2.48 se mu

del sensor m

ctura WHILE

ados son con

dor se puede

de combust

del mismo,

Figura

antador de a

a continuaci

ta de un inte

anteriores.

valores boole

os 0 o 1 y d

e agua el ind

la Figura se

el motor

uestra la pro

magnético co

E la que se e

nvertidos en r

ver en el pa

tión, para r

ya sea para

a 2.48 Progra

(F

agua en el c

ión un sistem

erruptor senc

eanos del de

directamente

dicador se en

ve el esquem

ogramación

omo salida p

ejecuta cada

revoluciones

anel principa

egular a ci

a regular ca

amación par

uente: Los a

combustible

ma que indic

cillo, entonc

ecantador de

visualizamo

nciende colo

ma de progra

para el sens

para la tarjet

500mS, en c

s por minuto

al (anexo 3)

ierto orden

audal, presió

ra visualizac

autores)

e

ca la presenc

ces para la p

e combustibl

os en el pan

or verde, cas

amación.

sor de revolu

ta de adquis

cada periodo

o.

, donde se v

de trabajo,

ón, o cualqu

ión de RPM

cia de agua e

programación

le a través de

nel principal

so contrario

uciones, ten

sición de dat

o de ejecució

visualiza las

, según sea

uiera que s

M

en el combus

n fue mucho

e la DAQ, en

(anexo 3) s

el encended

- 66 -

niendo

tos se

ón los

RPM

an las

ea su

stible,

o más

n este

si hay

dor se

2

M

o

N

c

p

i

Figura

2.4.6.3 Indic

Muy parecid

o no gira, na

Nuevamente

como se ve

principal (an

indicador se

Fig

a 2.49 Progr

cador de ca

do al anterio

ada más, es d

e se leen los

en la Figur

nexo 3), si

apagará.

igura 2.50 Pr

ramación par

(F

arga de bate

or, simpleme

decir igualm

s valores boo

ra esta seña

el alternado

rogramación

(F

ra la visualiz

uente: Los a

ería

ente este inte

mente vamos

oleanos del

al se procesa

or gira el ind

n para la visu

uente: Los a

zación del in

autores)

erruptor va a

a procesar u

l giro del al

a y se obtie

dicador esta

ualización el

autores)

ndicador del

a detectar si

una señal 0 o

lternador a t

ene la indica

ará verde ca

l giro del alt

decantador

el alternado

o 1.

través de la

ación en el

aso contrario

ternador

- 67 -

or gira

DAQ

panel

o este

- 68 -

CAPÍTULO III: DISEÑO Y

CONSTRUCCIÓN DEL BANCO

DIDÁCTICO

- 69 -

3.1 Resumen

En el presente capitulo se elaborara el diseño del banco en el que será anclado el motor

tomando en cuenta los diferentes esfuerzos y deformaciones que va a soportar el mismo

durante el funcionamiento.

Para esto se utilizara el software denominado “Ansys” con el cual se simulara y

calculara las diferentes variantes con el objetivo de que una vez construido el banco

tenga una estructura segura y que soporte el peso del motor además de tener la

funcionalidad necesaria.

3.2 Diseño del banco didáctico

Para el diseño se tomo en cuenta la estética, funcionalidad y que posea la robustez

necesaria para el peso del motor para que se obtenga la seguridad necesaria en el

momento que entre en funcionamiento el motor de esta manera este elemento se

convertirá en una herramienta de fácil manejo, lo que contribuye al aprendizaje de los

estudiantes.

Para el diseño se tomo en cuenta los siguientes aspectos:

Cargas.

Las cargas presentes en el diseño son fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Según su

efecto sobre los cuerpos existen varios tipos de cargas.

1.- Carga Puntual o Concentrada

2.- Carga Uniformemente Distribuida

3.- Carga Uniformemente variada

Las cargas antes mencionadas se manifiestan en nuestro diseño de la siguiente manera.

Peso total del motor

Peso de los elementos auxiliares

- 70 -

Esfuerzos: El término fundamental para el estudio de la resistencia de los materiales es

el llamado esfuerzo unitario, que es el cálculo de las fuerzas externas en una sección de

un miembro el cual debe ser determinado por los conocimientos de la estática.

Esfuerzo Unitario: Puede ser definido como la fuerza interna por la unidad de área de

una sección de unión. Hay dos tipos de esfuerzos. Esfuerzos normales los cuales actúan

en forma perpendicular a las secciones en estudio y pueden ser de tensión o compresión

dependiendo de sus tendencias a alargar o comprimir el material sobre el cual actúa.

Deformación: Un cuerpo sólido sometido a un cambio de temperatura o a cargas

externas se deforma.

Los procesos son también aspectos de consideración relacionados directamente con la

seguridad, donde se debe seleccionar la sujeción, soporte, y el factor de seguridad que es

un número que se utiliza en ingeniería para los cálculos de diseño de elementos o

componentes de maquinaria, estructuras o dispositivos en general, proporcionando un

margen extra de prestaciones por encima de las mínimas estrictamente necesarias14

El dimensionamiento es otra consideración importante dentro del diseño, ya que si la

estructura es sobre dimensionada se incurren en gastos no necesarios y si no esta

suficiente mente dimensionado se corre el riesgo de que la estructura en el momento de

anclar el motor, esta no resista o que se produzcan fracturas o deformaciones excesivas,

por lo que con el software de simulación obtendremos el dimensionamiento adecuado

para la estructura con las características ya mencionadas.

Se procedió a realizar los dibujos o planos del Banco Didáctico los cuales se pueden

observar en el anexo 6 tratando de mantener la funcionalidad antes mencionada además

de tratar de reproducir un diseño ya antes probado como soporte de motores para el

despiece, con la diferencia de que el banco esta diseñado tomando las condiciones y

exigencias necesarias para soportar el motor RAM 3500 en su ciclo de trabajo,

14 BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell, Mecánica de Materiales, Tercera Edición, Mc Graw – Hill Interamericana, México, 2004. p. 363

a

c

3

P

s

e

E

p

s

l

3

adicionando

combustible

3.2.1 Anál

del b

Para este an

se pudo real

elección cor

Esta herram

puntos en lo

simulación d

los que se pu

3.2.2 Resu

el radiado

e para el func

lisis Estruct

banco

nálisis se util

lizar de form

rrecta del ma

mienta nos pe

os que se enc

de estos esfu

uede trabajar

ultados obte

or y el dep

cionamiento

tural y elec

lizo una her

ma rápida el

aterial con el

ermite visua

cuentra conc

uerzos sobre

r y tomar de

enidos en Pr

Figura 3

(F

pósito de re

del motor.

cción del m

rramienta inf

estudio de l

l que se iba a

alizar deform

centradas las

e el Banco c

cisiones ade

rograma

.1 Calculo d

uente: Los a

efrigerante,

material a ut

formática lla

las fuerzas a

a construir e

maciones, es

s cargas ante

calcularlas o

ecuadas en la

de la estructu

autores)

además de

tilizar para

amada “ANS

aplicadas en

el mismo.

sfuerzos, car

es mencionad

obteniendo v

a elección de

ura

un depósit

a la constru

SYS” con la

n el Banco p

rgas, momen

das y media

valores reale

el material.

- 71 -

to de

cción

a cual

ara la

ntos y

ante la

es con

S

e

c

d

r

(

L

d

c

c

e

e

á

M

Tensiones:

Se denomin

en el entorn

caso particu

distribuida,

representa p

(Ecuación 3

Siend

[kp/c

La situación

distribuidas

compleja. En

coeficiente d

el área defo

estimaba cor

área algo má

15 SINGER, FMéxico, 1971.

a tensión me

no de un pun

ular es el de

aplicada so

por un escal

.1).

do las unid

cm²]).

n anterior pu

uniformem

n ese caso l

de Poisson s

formada A'.

rrectamente

ás pequeña q

erdinand L, Rep .19

ecánica al v

nto material

tensión unia

obre un área

lar designad

dades [Pa] (

uede extend

ente en el

a tensión me

e introdujo p

La introdu

la tensión a

que la secció

esistencia de M

alor de la di

dentro de u

axial, que se

a A. En ese

do con la le

(pascal = [N

derse a situa

interior de

ecánica no p

para dar cue

ucción del c

al tener en cu

ón inicial. 15

Materiales, Prim

istribución d

un cuerpo ma

e define com

e caso la te

etra griega σ

(ecu.3.1)

N/m²]), [M

aciones más

un cuerpo

puede ser rep

enta de la rel

coeficiente

uenta que la

mera Edición, H

de fuerzas po

aterial o me

mo la fuerza

ensión mecá

σ (sigma) y

)

MPa] = 106

complicada

de geometr

presentada p

lación entre e

de Poisson

a fuerza F se

Harper & Row

or unidad de

edio continuo

F uniformem

ánica uniaxi

y viene dada

[Pa] (y tam

as con fuerz

ría más o m

por un escal

el área inicia

en los cál

e distribuía

w Latinoamerica

- 72 -

e área

o. Un

mente

ial se

a por:

mbién

zas no

menos

lar. El

al A y

lculos

en un

ana,

C

d

m

3

Como se pue

directamente

máximas.

3.2.3 Tens

Figura 3

ede observar

e en el eje el

sión Equiva

Figura 3

.2 Simulació

(F

r en la Figur

l cual soport

alente

3.3 Simulaci

(F

ón de la Fuer

Fuente: Los a

ra 3.2 en el b

tara la mism

ión de la ten

uente: Los a

rza que sopo

autores)

banco, la fue

a y en la que

nsión que sop

autores)

ortara el ban

erza aplicada

e se encontra

porta el banc

nco

a esta posicio

aran las tens

co

- 73 -

onada

siones

C

(

s

T

Como se o

(1,8578e+8)

soportar una

Tabla 3.1

observa en

) la cual está

a tensión equ

la Figura 3

á dentro de l

uivalente má

Figura 3.4

(F

3.3 la tensi

os parámetro

áxima de 400

Tabla 3.

4 Simulació

uente: Los a

ión equivale

os para el ac

0MPa la cua

.1

n de Tension

autores)

ente de la

cero estructu

al se aprecia

nes

estructura e

ural el cual p

ara en la sigu

- 74 -

es de

puede

uiente

L

a

e

E

a

T

La Figura 3

acercamient

equivalente

En el siguien

a los que se

Tabla de Va

Nombr

Tensión

(Von Mis

.4 muestra l

o en la Figu

ya que aquí

nte cuadro d

encuentra so

alores de la

re

n

ses)

1

Figura 3

(F

la tensión q

ura 3.5 se o

va a ser susp

de resultados

ometida la es

Tensión

Mínimo

335,9 Pa.

3.5 Simulació

uente: Los a

que esta apli

observa que

pendido el m

s se muestra

structura.

Ubicació

Eje 1

Tabla. 3.

ón de Tensió

autores)

cada en tod

el eje es q

motor.

los valores

ón M

1,8

.2

ón

da la estructu

que soporta

de tensión m

Máximo

57e+8 Pa.

ura y al hac

la mayor te

mínima y má

Ubicació

Eje 1

- 75 -

cer un

ensión

áxima

ón

3

L

i

d

M

L

d

u

D

E

M

m

c

D

T

d

D

M

r

e

e

3.2.4 Defo

La deformac

internos pro

dilatación té

Medidas de

La magnitud

deformación

unidad de lo

Donde “s” e

Es útil para

Mecánica d

modos y en

cuerpo.

Deformacio

Tanto para

descompone

Deformació

Modo de de

retirar la ca

experimenta

elástica. La d

ormaciones

ción es el c

ducidos por

érmica.

e la deforma

d más simp

n axial o de

ongitud: (Ecu

es la longitud

expresar los

de sólidos d

diversas dir

ones elástica

la deform

er el valor de

ón (visco) pl

eformación

arga aplicada

a cambios te

deformación

cambio en el

r una o más

ación.

le para med

eformación u

uación 3.2)

d inicial de l

s cambios d

deformables

recciones, y

a y plástica.

mación unita

e la deformac

lástica o irre

en que el m

a. Esto suce

ermodinámic

n plástica es

l tamaño o

fuerzas apli

dir la deform

unitaria se d

la zona en e

de longitud d

la deforma

puede adem

aria como p

ción en:

eversible.

material no

ede porque,

cos irreversib

lo contrario

forma de u

icadas sobre

mación es lo

define como

(ecu. 3

estudio y s' la

de un cable

ación puede

más provocar

para el ten

regresa a su

en la defor

bles al adqu

a la deform

un cuerpo de

el mismo o

o que en ing

o el cambio

.2)

a longitud fi

o un prisma

tener lugar

r distorsione

nsor deform

u forma ori

rmación plá

uirir mayor

mación revers

ebido a esfu

o la ocurrenc

geniería se

o de longitu

final o deform

a mecánico.

r según div

es en la form

mación se p

iginal despu

ástica, el ma

energía pote

sible.

- 76 -

uerzos

cia de

llama

d por

mada.

En la

versos

ma del

puede

ués de

aterial

encial

- 77 -

Deformación elástica o reversible.

El cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación.

En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su

energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios

termodinámicos reversibles.

Comúnmente se entiende por materiales elásticos, aquellos que sufren grandes

elongaciones cuando se les aplica una fuerza, como la goma elástica que puede estirarse

sin dificultad recuperando su longitud original una vez que desaparece la carga. Este

comportamiento, sin embargo, no es exclusivo de estos materiales, de modo que los

metales y aleaciones de aplicación técnica, piedras, hormigones y maderas empleados en

construcción y, en general, cualquier material, presenta este comportamiento hasta un

cierto valor de la fuerza aplicada; si bien en los casos apuntados las deformaciones son

pequeñas, al retirar la carga desaparecen.

Al valor máximo de la fuerza aplicada sobre un objeto para que su deformación sea

elástica se le denomina límite elástico y es de gran importancia en el diseño mecánico,

ya que en la mayoría de aplicaciones es éste y no el de la rotura, el que se adopta como

variable de diseño (particularmente en mecanismos). Una vez superado el límite elástico

aparecen deformaciones plásticas (remanentes tras retirar la carga) comprometiendo la

funcionalidad de ciertos elementos mecánicos16

3.2.5 Deformación Total

La deformación total que se produce en la estructura se da en la parte superior del eje y

de la columna en la que se va a soportar el motor como podemos apreciar en la Figura

3.6

16 BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell, p. 58.

E

d

En la Figura

deformación

Fi

a 3.7 se obs

n producida p

Figura

(F

igura 3.7 Ac

(F

serva de col

por recibir la

3.6 (Deform

uente: Los a

cercamiento

uente: Los a

lor rojo el lu

a mayor can

mación Total

autores)

Deformació

autores)

ugar en la e

ntidad de tens

l)

ón Total

estructura qu

sión al sopor

ue tiene la m

rtar el motor

- 78 -

mayor

r.

T

3

E

s

e

Tabla de Va

Nomb

Deformació

3.2.6 Tens

En la Figura

se da en el m

es el que sop

alores Defor

re

ón Total

sión Elástica

a 3.8 se obse

mismo lugar

portara el ma

rmación To

Mínimo

0 m

a Equivalen

Figura 3

(F

erva la defor

donde se da

ayor peso de

otal

Ubicació

Base Princi

Tabla. 3.

nte (Von Mi

3.8 Deforma

uente: Los a

rmación elás

a la tensión m

el motor.

ón M

ipal 1,74

.3

ises)

ación Elástic

autores)

stica que tien

máxima la c

Máximo

412e-003m

ca

ne la estruct

cual es en el

Ubicaci

Caja 1

tura la mism

eje el mism

- 79 -

ón

1

ma que

mo que

E

e

e

T

En la Figura

evidencia qu

estructura, e

Tabla de Va

Nombre

Deformaci

elástica

Figu

a 3.9 se pued

ue la mayo

el cual se ve

alores de Def

ón 6,67

ura 3.9 Banc

(F

de observar

or deformaci

de un color r

formación:

Mínimo

794e-009 m/m

co de prueba

uente: Los a

con más det

ión se prod

rojizo.

Ubica

m Ej

Tabla. 3.

as acercamie

autores)

talle la defor

duce sobre e

ación

e 9,9

.4

ento al eje

rmación que

el apoyo de

Máximo

92892e-004m

e sufre el eje

el mismo c

Ubica

m/m Ej

- 80 -

e, y se

on la

ación

je

3

L

m

q

e

f

r

s

s

L

e

v

g

a

e

e

a

d

1

3.2.7 Fact

La máxima

maquinaría d

que el eleme

es la carga a

fracción de

remanente d

seguro. La r

seguridad. D

La determin

es una de la

valor muy p

grande el re

aplicaciones

especificacio

experimenta

agencias fed

diseño y cód

1. Acer

and E

2. Conc

Reinf

3. Mad

for S

4. Puen

Stand

17 BEER, Ferd

tor de Segur

carga que

debe diseñar

ento o compo

admisible y,

la carga ú

de la capacid

razón entre

De esta forma

nación del fa

as más impo

pequeño la p

esultado es

s estructural

ones de dise

ados que tr

derales, esta

digos de con

ro: American

Erection of S

creto: Amer

forced Conc

era: Nationa

Stress-Grade

ntes para ca

dard Specifi

inand P. y JOH

ridad

puede sopo

rse de modo

onente lleva

a veces, la

última del e

dad del elem

la carga últ

a tenemos: (

actor de segu

ortantes tarea

posibilidad d

un diseño

es y de máq

eño y código

rabajan con

atales o mu

strucción so

n Institute o

Structural St

rican Conc

crete.

al Forest Pr

e Lumber and

arreteras: A

ications for H

HNSTON, E. R

ortar a un

que su carg

ará en condic

carga de tra

elemento cu

mento se deja

tima y la ca

(Ecuación 3

uridad que d

as de los in

de falla se in

caro y no

quinas, los

os de constru

sociedades

unicipales).

n:

of Steel Con

teel for Build

crete Institu

roducts Asso

d Its Fasteni

American As

Highway Bri

Russell, p. 29.

elemento e

ga última sea

ciones norma

abajo o de d

uando se ap

a en reserva

arga admisib

.3)

deba usarse e

ngenieros. Po

ncrementa;

funcional.

factores de

ucción escrit

s profesiona

Ejemplos d

nstruction, S

dings.

ute, Buildin

ociation, Na

ings.

ssociation o

idges17

estructural o

a bastante m

ales de uso.

diseño. Así s

plica la carg

para asegur

ble se define

(ecu 3

en las difere

or una parte

y si se esco

Para la ma

seguridad s

tos por comi

ales, (con i

de tales esp

Specification

ng Code R

ational Desig

of State Hi

o componen

mayor que la

Esta carga m

ólo se utiliz

ga admisibl

rar un desem

e como fact

3.3)

entes aplicac

e, si se escog

oge un valor

ayor parte d

se establecen

ités de ingen

industrias o

pecificacione

ns for the D

Requiremen

ign Specifica

ighway Offi

- 81 -

nte de

carga

menor

za una

le. El

mpeño

tor de

ciones

ge un

r muy

de las

n por

nieros

o con

es de

Design

t for

ations

ficials,

3

E

t

a

c

c

e

3.2.7.1 Fact

En la Figura

teniendo un

aclaración e

calculado p

constaba el

estructura no

tor de Segur

a 3.10 obser

máximo de

el eje será m

or el progra

mismo, el c

o tendrá ning

ridad en la e

rvamos los p

e 15 y un m

manufactura

ama ya que

cual soporta

guna falla en

Figura

(F

estructura

puntos en lo

mínimo de 1

ado en acero

e en la lista

a un mayor

n el moment

3.10 Factor

uente: Los a

os que el fa

1,2 el cual s

o de transm

a de materi

esfuerzo con

o de el ancla

de seguridad

autores)

actor de segu

se encuentra

misión, el mi

iales incluid

n lo cual as

aje del moto

d

uridad dism

a en el eje,

ismo que n

dos en ASY

seguramos q

r al mismo.

- 82 -

minuye

como

o fue

YS no

que la

U

c

d

e

q

r

l

3

3

E

r

e

c

Una vez rea

comparar co

deformacion

el acero estr

que es el mi

resultados o

la construcci

3.3 Constru

3.3.1 Mate

El material

realizo el cá

este acero fu

construcción

Figura

alizado los cá

on los valor

nes, además

ructural Astm

smo con el q

btenidos en

ión.

ucción del B

erial

a utilizar es

álculo en el p

ue utilizando

n del banco.

a 3.11 Acerc

(F

álculos de la

res obtenido

de la dispon

m A-36 es e

que se calcu

el mismo b

Banco Didác

el Acero es

programa A

o en plancha

(véase Anex

camiento al e

uente: Los a

a estructura

os en la sim

nibilidad en

el adecuado

ulo y simulo

rindando la

tico:

structural co

ANSYS, el m

s y tubos est

xo 8 propied

eje Factor de

autores)

se procedió

mulación con

el medio se

para la con

en el progra

mayor segu

on normativa

mismo que p

tructurales c

dades Acero

e Seguridad

a la elecció

n los difere

e llego a la c

strucción de

ama por lo q

uridad posibl

a ASTM A

pudimos obte

con los cuale

A-36)

ón del materi

entes esfuerz

conclusión d

el banco. Ad

que se asegu

le al momen

36 con el cu

ener en el m

es se procedi

- 83 -

ial, al

zos y

de que

demás

ura los

nto de

ual se

medio,

ió a la

3

3

P

e

b

3

P

c

c

p

d

b

3

L

e

3.3.2 Proc

3.3.2.1 Cort

Para la fabri

estructurales

banco.

3.3.2.2 Conf

Para la const

cortados a l

contorno de

pase se proc

de 2mm, y p

banco.

3.3.2.3 Conf

La columna

explicamos

cese de Cons

te del Acero

icación del b

s y planchas

formación d

trucción de l

la medida ne

la base, par

cedió al dobl

por último s

formación d

a fue constr

en el paso 3

strucción

o

banco lo prim

s a la medid

de la Base

la base se ut

ecesaria par

ra luego sold

lado de la b

se procedió

F

(F

de la Colum

ruida con p

3.3.2.1 ya fu

mero que se

da necesaria,

tilizo tubos e

ra la unión d

dar los eleme

andeja de re

a soldar las

Figura 3.12

uente: Los a

mna

plancha de

ue cortada a

e realizo fue

, ya calculad

estructurales

de los mism

entos de refu

ecolección, e

s ruedas que

2 Base

autores)

acero de 6

las dimensio

el corte de

da, para la c

s de 2” los m

mos, se com

uerzo, una v

esta bandeja

e facilitare el

6 mm la m

ones requeri

el material,

conformació

mismos que fu

menzó soldan

vez conforma

a tiene un es

l movimient

misma que

idas, esta pla

- 84 -

tubos

ón del

fueron

ndo el

ada la

spesor

to del

como

ancha

s

r

3

P

f

m

se soldó fo

robustas ya q

3.3.2.4 Cons

Para la cons

fresado y to

motor en el b

rmando un

que la colum

strucción de

strucción de

rneado para

banco sea su

rectángulo

mna soportar

Fig

(Fu

el Sin fin y d

la corona y

obtener la r

uave y progr

F

(F

y con sold

ra mayor carg

gura 3.13 C

uente: Loas a

de la Coron

el sin fin se

relación de t

resivo.

Figura 3.14 C

uente: Los a

dadura de p

rga.

Columna

autores)

na

e utilizo ace

trasmisión r

Corona

autores)

penetración

ero de transm

requerida par

para asegur

misión el cua

ra que el gir

- 85 -

rar la

al fue

ro del

(F

Figura

(F

Figura 3.15

uente: Los a

3.16 Eje sob

uente: Los a

5 Eje

autores)

bre la corona

autores)

a

- 86 -

3

E

q

3

P

q

p

e

3.3.2.5 Cons

El soporte d

que se soldó

3.3.2.6 Cons

Por último s

que fue do

posicionaran

este armario

strucción de

del radiador

ó a la base m

strucción de

se construyo

oblada y so

n los elemen

o se soldaron

el Soporte d

se construyó

mediante sold

Figura 3

(F

el Armario

el armario e

oldada para

ntos electrón

n dos platinas

del Radiado

ó con perfil

dadura tipo M

3.17 Soporte

uente: Los a

en el cual se

obtener la

nicos y eléc

s las que sop

or

tipo C de 2

MIC.

e del radiado

autores)

e utilizo una

a forma req

ctricos adem

portaran el d

25x40 y con

or

plancha de

querida, ya

más de la com

depósito del r

n tol de 1,6m

1.8 mm la m

que en es

mputadora,

radiador.

- 87 -

mm el

misma

ste se

sobre

Figura 3.1

(F

F

(F

18 Construcc

uente: Los a

Figura 3.19 B

uente: Los a

ción del arm

autores)

Banco

autores)

mario

- 88 -

- 89 -

CAPITULO IV: DESARROLLO DE

MATERIAL MULTIMEDIA DEL BANCO

DIDACTICO

- 90 -

4.1 Resumen

Para una facilidad de utilización de la presente tesis, se presenta un material multimedia

que combina diferentes medios como fotografías, textos, instrucciones, para expresar

todo la información necesaria para el manejo correcto del diseño electrónico en

mención.

La utilización de este material estará disponible para los estudiantes que lo requieran,

por lo que se realiza de la manera más explicativa y breve, ya que no es tan complicado

el manejo del presente bando del motor diesel.

4.2 Instalación del software

Para la utilización del presente programa, no es necesario tener instalado el LabView en

el computador, ya que cuando se realizo la programación grafica, este software permite

grabar todo el programa como un archivo ejecutable (.exe) por lo que las presentes

indicaciones que se dan se las puede utilizar en cualquier ordenador.

4.2.1 Instrucciones para la instalación del archivo ejecutable

En el siguiente proceso se indica de manera clara los pasos para la instalación del

archivo ejecutable:

U

c

A

Ubicamos e

como se ve e

A continuac

el dispositivo

en la present

ión la carpet

Fig

o que contie

te Figura 4.1

Figura 4.1

(F

ta Motor Ins

gura 4.2 Car

(F

ene el progr

1, y le damos

1 Ubicación

uente: Los a

staller y dam

rpeta de arch

uente: Los a

rama, en es

s un clic par

n del disposit

autores)

mos clic como

hivos Motor

autores)

te caso DIE

ra entrar

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o se presenta

Installer

ESEL_ENGI

a la Figura 4

- 91 -

I (H:)

4.2

L

E

Luego acced

Encontramo

demos a la ca

s el archivo

arpeta Volum

Figura 4.

F

setup y le da

Figura

(F

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.3 Acceso ca

Fuente. Los a

amos clic ah

a 4.4 Archiv

uente: Los a

ve en la sigu

arpeta Volum

autores

hí como se ap

o ejecutable

autores)

uiente Figur

me

precia la Fig

e

ra 4.3

gura 4.4

- 92 -

E

U

p

Esperamos q

Ubicamos e

presenta en l

que se cargu

l lugar de in

la Figura 4.6

Fig

ue el archivo

Figura

(F

nstalación y

6

igura 4.6 Ub

(F

como se ve

a 4.5 Carga

uente: Los a

a continuac

bicación del

uente: Los a

la siguiente

de archivos

autores)

ción damos

lugar de inst

autores)

Figura 4.5

un clic sobr

talación

re Next>> q

- 93 -

que se

A

S

c

Aceptamos e

F

Seguidamen

como vemos

el contrato d

Figura 4.7 A

nte aceptamo

s la Figura 4

Figu

de licencia de

ceptación de

(F

os la licencia

4.8

ura 4.8 Acep

(F

e National In

e contrato de

uente: Los a

a Microsoft

ptación de lic

uente: Los a

nstruments y

e licencia Na

autores)

para el pro

cencia para M

autores)

y damos Nex

ational Instru

ograma y cli

Microsoft

xt>> (Figura

uments

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- 94 -

a 4.7)

ext>>

C

E

4

Comenzamo

Esperamos e

4.10

os la instalac

Fig

el proceso d

ción dando u

gura 4.9 Ini

(F

de carga has

Figura 4

(F

un clic sobre

cio de Instal

uente: Los a

sta completa

4.10 Proceso

uente: Los a

Next>> com

lación del pr

autores)

ar el 100% q

de instalaci

autores)

mo vemos la

rograma

que se prese

ón

a Figura 4.9

enta en la F

- 95 -

Figura

F

4

4

U

e

Finalmente

4.11

4.3 Ejecució

Una vez rei

escritorio co

damos un c

ón del archi

niciado el o

on el nombre

lic en Finish

Figura 4.11

(F

ivo

ordenador, se

e de Motor, c

Figur

(Fu

h y seguidam

1 Finalizació

uente: Los a

e instalará a

como se ve l

ra 4.12 Acce

uente: Loas a

mente en R

ón de instala

autores)

automáticam

la Figura 4.1

eso directo

autores)

estart como

ación

mente un acc

12

vemos la F

ceso directo

- 96 -

Figura

en el

E

e

L

i

a

Entramos en

en donde se

Luego de

instrumentos

anexo 3.

n este acceso

presenta el t

terminar la

s como mue

o directo, y t

tema, autore

Figu

(F

a presentaci

estra la Figu

Figur

(F

tendremos la

es y director

ura 4.13 Pre

uente: Los a

ón entramo

ura 4.14, y q

ra 4.14 Panel

uente: Los a

a presentació

de tesis com

esentación

autores)

os directam

que se espec

l de control

autores)

ón aproxima

mo indica la F

mente al pan

cifica cada u

ada de 5 segu

Figura 4.13

nel principa

uno de ellos

- 97 -

undos

al de

en el

- 98 -

4.4 Puesta en marcha del motor diesel

Una vez iniciado el programa, procedemos a la activar el interruptor a la posición

ON que se encuentra en panel del banco, al realizar esta operación la luz piloto

de color verde también se encenderá, en el anexo 9 se puede apreciar estos

dispositivos.

Una vez realizado el paso anterior se procede a precalentar las bujías con botón

PRECALENTAMIENTO que nos sirve para precalentar bujías por 15 segundos

del panel de control (ver anexo 3), y este luego de los 15 segundos se desactivará

automáticamente.

Una vez precalentado el combustible se activa el botón SELENOIDE que trabaja

como interruptor, es decir se activa o desactiva dando un clic sobre este botón,

estos dispositivos se ven en el anexo 3.

Ahora bien se procede a variar el dispositivo de CONTROL DE

ACELERACION DEL MOTOR hasta el valor de 0.6, también se ve en el anexo

3 este dispositivo.

Y por último se procede a dar arranque al motor diesel esto accionando el

BOTON DE ARRANQUE, este botón actúa como pulsante, es decir se accionara

hasta que el motor se ponga en marcha y luego se dejará en la posición inicial.

- 99 -

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones:

La duración y eficiencia del motor de combustión interna depende del cuidado

que se tenga a este, y mucho mas en un motor diesel, el panel de control es muy

importante al momento de su funcionamiento, en el cual se visualizara el mal

comportamiento que se presente ante una anomalía, pero a pesar de estos

indicadores algunos conductores u operarios de maquinarias no conocen del

riesgo que se pueda tener, por lo que es muy indispensable un sistema de

advertencia y control de estos sistemas.

En lo referente al banco didáctico, su estructura y diseño fueron previamente

analizados para garantizar su durabilidad, ya que está sometida vibración, a más

de eso el banco cuenta con acceso fácil a los diferentes componentes del motor,

proporcionando así su manejo cómodo para los estudiantes.

Recomendaciones:

Mantener los niveles adecuados en los sistemas de refrigeración, combustible y

lubricación, es muy importante, ya que de esto dependerá en buen

funcionamiento del motor y así evitar el uso del sistema de advertencia y

control, y tener así un normal funcionamiento.

Leer el manual de indicaciones es muy importante antes de utilizar este banco

didáctico, ya que cuenta con algunos procesos, no complicados, pero necesarios

para poner en marcha el motor diesel sin ningún inconveniente.

BIBLIOGRAFIA

1 QUIMINET, El sistema de arranque automotriz, 2007

http://www.quiminet.com/ar3/ar_bcBuvcdRsDF-el-sistema-de-arranque-automotriz.htm

2 CENTU Alexis, Puesta a punto de motores diesel

http://es.scribd.com/doc/53089887/8-motor-diesel-puesta-a-punto-del-motor#

3 TIPLER Paul A, Física Tercera Edición, 2009, Editorial Reverté, S.A

4 MEGANEBOY Dani, Sensores en el automóvil, 2001

http://www.mecanicavirtual.org/sensores7.htm



6 El sistema eléctrico, 2009

http://es.scribd.com/doc/49367717/El-sistema-electrico



8 WIKIPEDIA, Sensor inductivo, 2010

http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_inductivo

9 Sensor Proximidad Inductivo 10-30VDC 2mm Sens. PR08-2DN2

http://www.mazcr.com/site/product_info.php?products_id=656

10 WIKIPEDIA, Optoacoplador, 2010

http://es.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador

11 MOSFET, IRFZ44N MOS-FET (Metal–Oxide–Semiconductor – Field Effect Transistor) para PWM, 2010

http://deividorozco.blogspot.com/2010/03/irfz44n-mos-fet-metaloxidesemiconductor.html

12 CAPRILE Sergio R, Migración de PIC 16C71x a 16F818, 2003

http://www.cika.com/soporte/TechComm/CTC-006_Migrar_16C71x_16F818.pdf

13 WIKIPEDIA, Transistor Darlington, 2011

http://es.wikipedia.org/wiki/TrAnsystor_Darlington

14 BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell, Mecánica de Materiales, Tercera Edición, Mc Graw – Hill Interamericana, México, 2004. p. 363

15 SINGER, Ferdinand L, Resistencia de Materiales, Primera Edición, Harper & Row Latinoamericana, México, 1971. p .19



18 Datasheet 4N35

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/4N35.pdf

19 Datasheet TIP32C

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXqzzvq.pdf

20 Propiedades del acero estructural

www.ipac-acero.com

- 100 -

ANEXOS

- 101 -

ANEXO 1

DATASHEET OPTOACOPLADOR 4N2518

18 http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/4N35.pdf

- 102 -

- 103 -

- 104 -

- 105 -

- 106 -

- 107 -

- 108 -

- 109 -

- 110 -

- 111 -

- 112 -

- 113 -

- 114 -

- 115 -

ANEXO 2

DATASHEET TIP32C19

19 http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXqzzvq.pdf

- 116 -

- 117 -

- 118 -

- 119 -

- 120 -

ANEXO 3

PANEL DE CONTROL

- 121 -

- 122 -

ANEXO 4

PROGRAMACION PIC 16F819

- 123 -

#include <16F819.h> #device adc=10 #FUSES NOWDT,NOPUT,INTRC_IO,NOMCLR,NOBROWNOUT,NOLVP,NOCPD,WRT,NODEBUG,PROTECT #use delay(internal=4Mhz) void main() long high=0; setup_oscillator(OSC_4MHZ); setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); setup_adc_ports(AN0); set_adc_channel(0); while(true) output_high(PIN_A1); delay_us(500+high); //Tiempo en alto output_low(PIN_A1); delay_us(19500-high); //Periodo total 20mS high=read_adc()*2;

- 124 -

ANEXO 5

CIRCUITO ELECTRONICO

- 125 -

- 126 -

ANEXO 6

ESTRUCTURA DEL BANCO

- 127 -

- 128 -

- 129 -

- 130 -

ANEXO 7

TABLAS DE RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PROGRAMA

Índice:

1.-Unidades

2.- Modelo

2.1.- Geometría

2.1.1.- Partes

2.2.- Sistema de Coordenadas

2.3.- Conexiones

2.3.1.- Puntos de Contacto

2.4.- Malla

2.5.- Estática Estructural

2.5.1.-Cargas

2.5.2.- Soluciones:

2.5.2.1.- Resultados.

2.5.2.2.- Factor de Seguridad.

2.5.2.3.- Sumatoria de Fuerzas y Momentos.

3.- Información del Material

3.1.- Acero Estructural.

1.- Unidadess:

Tabla 3..1

-

131 -

22.- Modelo:

2.1.- Geometría:

Tabla 3..2

- 132 -

2.1.1.- Paartes.

Tabla 3..3

- 133 -

2.2.-

2.3.-

Sistema de

Conexiones

Coordenada

s:

as:

Tabla 3.

Tabla 3.

.4

.5

- 134 -

2.3.1

- Regiones dde Contacto:

Tabla 3..6

- 135 -

2.4.- Malla

Tabla 3.

.7

- 136 -

2.5.-

Estatica Est

2.5.1.- Ca

2.5.2.- So

2.

tructural

argas:

oluciones:

5.2.1.- Resu

Tabl

ultados

Tabla 3.

la 3.8

.9

- 137 -

2.5.2.2.-

Factor de Seeguridad:

Tabla 3.110

- 138 -

2.5.2.3.- Sumaatoria de Fue

Tabla 3.1

Tabla 3.1

erzas y Mom

11

12

mentos:

-

139 -

3

3.- Informacción del mate

3.1.- Acer

erial

ro Estructural (Propieda

Tabla 3.1

Tabla 3.1

Tabla 3.1

Tabla 3.1

ades):

13

14

15

16

-

140 -

- 141 -

ANEXO 8

PROPIEDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL A-3620

20 www.ipac-acero.com

- 142 -

- 143 -

ANEXO 9

FORMULAS PARA EL CALCULO DE LA TENSIÓN DE VON MISES

L

E

u

L

p

e

L

R

c

f

H

V

t

t

L

e

t

t

e

I

f

d

La tensión d

En ingenierí

un buen dise

La energía

principales

expresión:

Siendo la te

La tensión

Richard Edl

cuando la en

fue clarame

Huber (1904

Von Mises.2

tensión de V

teoría de fa

La tensión d

elástica de d

tensión, en

tensiones pr

expresión de

Igualmente l

fallo elástico

donde la ten

de Von Mise

ía estructura

eño para mat

de Von M

del tensor

ensiones prin

de Von Mi

ler von Mis

nergía de di

nte formula

4), en un art2 Por todo e

Von Mises

llo J2.

de Von Mis

distorsión qu

particular a

rincipales, po

e la energía d

la superficie

o de Von M

nsión de Von

es es una ma

al se usa en e

teriales dúcti

Mises puede

tensión en

ncipales.

ses y el cri

ses (1913) p

istorsión elá

ado con ante

tículo en po

esto a veces

como teoría

ses es un es

ue puede ex

admite una e

or lo que la

de deformac

e de fluencia

Mises puede

n Mises com

agnitud físic

el contexto d

iles.

e calcularse

un punto

iterio de fal

propuso que

ástica rebasa

erioridad po

laco anticipó

s se llama a

a de Maxwe

scalar propo

xpresarse en

expresión pa

tensión de V

ción distorsiv

a de un mate

escribirse c

mo función d

ca proporcion

de las teoría

e fácilmente

de un sólid

llo elástico

e un materia

aba cierto va

or Maxwell

ó hasta ciert

a la teoría d

ell-Huber-H

orcional a la

n función de

articularmen

Von Mises p

va.

erial que fall

como el lug

de las tensio

nal a la ener

as de fallo co

e a partir d

do deformab

asociado de

al dúctil suf

alor. Sin em

en 18651 m

to punto la t

de fallo elást

Hencky-von

a energía de

e las compon

nte simple e

puede calcula

la de acuerdo

gar geométri

ones principa

-

rgía de disto

omo indicad

de las tens

ble, median

ebe su nom

fría fallo elá

mbargo, el cr

más tarde tam

teoría de fal

tico basada

Mises y tam

e de deform

nentes del t

en función d

arse a partir

o con la teor

ico de los p

ales supera

144 -

rsión.

dor de

siones

nte la

mbre a

ástico

riterio

mbién

llo de

en la

mbién

mación

tensor

de las

r de la

ría de

puntos

cierto

v

d

v

E

L

f

t

i

g

L

(

F

t

t

valor. Matem

donde el inv

valor.

Energía de

La energía

fuerzas que

trabajo inve

invertido en

geométricas

Los dos térm

(2b)

Frecuenteme

términos de

tensión de V

máticamente

variante cua

deformació

de deformac

provocan d

rtido en cam

n comprimi

o energía e

minos vienen

ente, la ener

e una combi

Von Mises:

e esta ecuaci

adrático de l

ón.

ción de un

dicha deform

mbiar la form

r o dilatar

elástica volu

(1)

n dados por:

rgía de disto

inación espe

(3)

ón puede ex

la parte des

sólido defor

mación dicha

ma del cuer

el cuerpo

umétrica:

(2a)

orsión dada

ecial de las

xpresarse aún

sviadora del

rmable, igua

a trabajo pu

rpo o energí

manteniend

a por la últim

otras comp

n como el co

tensor tens

ala al trabaj

uede descom

ía de distor

do constante

ma expresió

ponentes de

-

onjunto de p

ión supera c

jo exterior d

mponerse, en

rsión y el tr

es las relac

ón, se expre

tensión lla

145 -

puntos

cierto

de las

ntre el

rabajo

ciones

esa en

amada

I

p

I

L

l

E

t

P

T

A

M

s

d

Igualando lo

precisament

Invariante c

La energía d

la parte desv

El segundo

tensión de V

Por esta razó

Tensión de

Aunque la e

Mises o eq

simplifica m

de la tensión

(

os integrados

e por:

cuadrático J

de distorsión

viadora del te

invariante c

Von Mises y

ón a veces la

Von Mises y

expresión (4

quivalenteme

mucho si usa

n de von Mis

(5a)

s de (2) y (3

J2

n considera e

ensor tensión

cuadrático d

resulta ser:

a teoría de fa

y tensiones

4) ofrece un

ente la ene

amos en cada

ses:

3) se obtiene

(4)

en la sección

n:

de este tenso

allo de Von M

principales

na fórmula p

ergía de de

a punto las t

e que la tensi

n anterior pu

or denomin

Mises se llam

s

práctica para

eformación

tres tensione

ión de Von

uede ser calc

ado J2, es p

ma teoría de

a calcular la

distorsiva.

es principale

-

Mises viene

culada a par

proporcional

e fallo J2.

a tensión de

La expresió

es para el cá

146 -

e dada

rtir de

l a la

e Von

ón se

álculo

E

T

U

c

a

D

T

U

c

Esta expresi

(

Tensión de

Usualmente

cero: la ten

asociadas a l

De donde se

Tensión de

Usualmente

cero

:

ón se puede

(5b)

Von Mises

en una viga

nsión norma

la tensión ta

e sigue que:

(6)

Von Mises

en una viga

, a pa

simplificar

en una viga

a sólo 3 de la

al a la secci

ngencial, en

en una plac

a sólo 3 de la

artir de las c

aún más:

a

as 6 compon

ión transver

n ese caso las

ca.

as 6 compon

cuales se pu

nentes del ten

rsal y dos

s tensiones p

nentes del ten

ueden calcu

nsor tensión

componente

principales re

nsor tensión

ular las tens

-

son diferent

es independi

esultan ser:

son diferent

siones princi

147 -

tes de

ientes

tes de

ipales

D

De donde see sigue que la

(7

a tensión de

)

Von Mises es:

- 148 -

- 149 -

ANEXO 10

PANEL DE DISPOSITIVOS EN EL BANCO

-

150 -

Documents

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA SEDE …dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1554/13/UPS-CT002085.pdf · Alimentación Bomba de inyección rotativa NP-V4/8F2125RNP207 ... pieza,